[發明專利]自由曲面雙焦面單目立體頭盔顯示器裝置

有效

• 申請號: 201110404197.1
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN102402005A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 程德文;劉越;王涌天
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B27/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種真實立體深度感頭盔顯示裝置，由以下幾個部分組成：

第一微型顯示器和第二微型顯示器，分別用于顯示一幅距離人眼較近和較遠的觀察圖像，也可以分別用于顯示一幅距離人眼較遠和較近的觀察圖像；

兩幅顯示圖像與人眼的距離不同，但是它們覆蓋的視場區域相同，第一幅圖像側重于渲染三維場景中深度較近的物體，第二幅圖像側重于渲染三維場景中深度較遠的物體；

第一光學曲面棱鏡，用于將第一微顯示器上顯示的圖像放大和成像到距離人眼較近的距離；

第二光學曲面棱鏡，用于將第二微顯示器上顯示的圖像放大和成像到距離人眼較遠的距離；

第一光學曲面棱鏡和第二光學曲面棱鏡中有一對面形參數數值相同但是符號相反的曲面，即第一光學曲面棱鏡的第二光學表面和第二光學曲面棱鏡的第一光學表面，通過這兩個曲面的膠合實現兩個棱鏡的無縫連接，該表面鍍有半反半透膜，以實現兩個焦面圖像的融合。

2.根據權利要求1所述的第一光學曲面棱鏡包含三個光學自由曲面，其特征在于：

光線至少在光學曲面上發生一次反射，第二光學曲面為凹形反射面，三個光學表面包圍的空間由折射率大于1.4的玻璃或樹脂光學材料填充，光學曲面可以是球面、非球面或是自由曲面，例如復曲率XY多項式曲面；

第一微型顯示器發出的光線經由第三光學曲面進入第一光學曲面棱鏡，經過第一光學表面反射到第二光學表面，經過第二光學表面反射后再次經過第一光學表面透射進入人眼。

3.根據權利要求1所述的第二光學曲面棱鏡包含三個光學自由曲面，其特征在于：

光線至少在光學曲面上發生一次反射，三個光學表面包圍的空間由折射率大于1.4的玻璃或樹脂光學材料填充；光學曲面可以是球面、非球面或是自由曲面，例如復曲率XY多項式曲面；

第二微型顯示器發出的光線經由第三光學曲面進入第二光學曲面棱鏡，經過第二光學表面反射到第一光學表面，依次通過第一光學棱鏡的第二和第一光學曲面透射后到達系統的出瞳。

4.根據權利要求1所述的第一光學曲面棱鏡包含三個光學自由曲面，其特征在于：

光線至少在光學曲面上發生一次反射，三個光學表面包圍的空間由折射率大于1.4的玻璃或樹脂光學材料填充，光學曲面可以是球面、非球面或是自由曲面，例如復曲率XY多項式曲面；

第一微型顯示器發出的光線經由第三光學曲面進入第一光學曲面棱鏡，經過第一光學表面反射到第二光學表面，經過第二光學表面反射后再次經過第一光學表面透射進入人眼。

5.根據權利要求1所述的第二光學曲面棱鏡包含三個光學自由曲面，其特征在于：

光線至少在光學曲面上發生一次反射，三個光學表面包圍的空間由折射率大于1.4的玻璃或樹脂光學材料填充，光學曲面可以是球面、非球面或是自由曲面，例如復曲率XY多項式曲面；

第二微型顯示器發出的光線經由第三光學曲面進入第二光學曲面棱鏡，經過第一光學表面反射到第二光學表面，并再次反射到達第一光學表面透射，最后依次通過第一光學棱鏡的第二和第一光學曲面透射后到達系統的出瞳。

6.根據權利要求1所述的第一光學曲面棱鏡包含三個光學自由曲面，其特征在于：

光線至少在光學曲面上發生一次反射，三個光學表面包圍的空間由折射率大于1.4的玻璃或樹脂光學材料填充，光學曲面可以是球面、非球面或是自由曲面；

第一微型顯示器發出的光線經由第三光學曲面透射進入第一光學曲面棱鏡，經過第二光學表面反射到第一光學表面，經過第一光學表面透射進入系統出瞳。

7.根據權利要求1所述的第二光學曲面棱鏡包含三個光學自由曲面，其特征在于：

光線至少在光學曲面上發生一次反射，三個光學表面包圍的空間由折射率大于1.4的玻璃或樹脂光學材料填充，光學曲面可以是球面、非球面或是自由曲面；

第二微型顯示器發出的光線經由第三光學曲面進入第二光學曲面棱鏡，經過第一光學表面反射到第二光學表面，并再次反射到達第一光學表面透射，最后依次通過第一光學棱鏡的第二和第一光學曲面透射后到達系統的出瞳。