[發明專利]近眼顯示系統、虛擬現實設備及增強現實設備

有效

• 申請號: 201610517259.2
• 申請日: 2016-07-01
• 公開（公告）號: CN107562181B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 黃琴華
• 申請（專利權）人: 成都理想境界科技有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G02B27/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種近眼顯示系統、虛擬現實設備及增強現實設備，包括激光光源、分光組件、掃描光纖陣列和控制器，所述分光組件包括M*N個輸出通道，所述控制器中預存有所述掃描光纖陣列中的掃描光纖和S個非干涉區域的對應關系，且所述對應關系包括每個非干涉區域對應的區域視場信息，所述激光光源輸出的激光經過所述分光組件后，被分成M*N個光束；所述控制器根據所述影像信息的顯示視場灰度，控制所述分光組件中的每個輸出通道的開啟和關閉；所述控制器根據所述對應關系，控制所述掃描光纖陣列中的掃描光纖，使其出射所述輸出光束形成S個視場光，并將所述S個視場光投射至人眼。

技術領域

本發明涉及視覺技術領域，尤其涉及一種近眼顯示系統、虛擬現實設備及增強現實設備。

背景技術

隨著計算機視覺技術的飛速發展，使得增強現實技術和虛擬現實技術也隨之飛速發展。增強現實技術通常基于攝像頭等圖像采集設備獲得的真實物理環境影像，通過計算機系統識別分析及查詢檢索，將與之存在關聯的文本內容、圖像內容或圖像模型等虛擬生成的虛擬圖像顯示在真實物理環境影像中，從而使用戶能夠獲得身處的現實物理環境中的真實物體的標注、說明等相關擴展信息，或者體驗到現實物理環境中真實物體的立體的、突出強調的增強視覺效果。而虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，該模擬環境能夠同時通過視覺、聽覺、觸覺等反饋方式，使得用戶沉浸到模擬環境展示出的虛擬世界中。

現有的增強現實技術和虛擬現實技術在通過掃描光纖陣列顯示虛擬圖像時，每一時刻顯示一個像素點，例如以顯示一幅800*600的單色圖像為例，人眼的刷新率取最低要求30Hz，為了使得人眼能夠看到顯示的虛擬圖像，則控制掃描光纖陣列中掃描光纖開通和斷開的光開關的開關頻率最低為＝14.3MHz，掃描光纖的掃描頻率最低為＝12KHz；若需顯示RGB彩色圖像，由于顯示彩色圖像需采用時序的方法，故需要的光開關的開關頻率最低為＝43MHz，掃描光纖的掃描頻率最低為＝36kHz，不管顯示單色圖像還是彩色圖像，所需要的光開關的開關頻率過高，且開關頻率越高使得浪費的能量越多，由此可知，現有技術中存在光開關的開關頻率過高，導致能量利用率低的問題。

發明內容

本發明提供一種近眼顯示系統、虛擬現實設備及增強現實設備，能夠有效降低光開關的開關頻率，且能夠有效提高能量利用率。

本申請實施例第一方面提供了一種近眼顯示系統，包括激光光源、分光組件、掃描光纖陣列和控制器，所述分光組件包括M*N個輸出通道，所述控制器中預存有所述掃描光纖陣列中的掃描光纖和S個非干涉區域的對應關系，且所述對應關系包括每個非干涉區域對應的區域視場信息，S、M和N均為不小于2的整數；

所述激光光源用于輸出激光；所述激光光源輸出的激光經過所述分光組件后，被分成M*N個光束；所述控制器電性連接所述分光組件，用于根據預先存儲的影像信息的顯示視場灰度，控制所述分光組件中的每個輸出通道的開啟和關閉；所述掃描光纖陣列中的掃描光纖與所述M*N個輸出通道耦合，用于傳輸從所述分光組件輸出的輸出光束；所述控制器根據所述對應關系，控制所述掃描光纖陣列中的掃描光纖，使其出射所述輸出光束形成S個視場光，并將所述S個視場光投射至人眼。

可選的，所述激光光源包括三色激光光源、準直鏡組、合束器、耦合器和耦合光纖，其中，所述三色激光光源輸出三色激光；所述準直鏡組設置于所述三色激光光源的出射光路上，用于對所述三色激光進行準直處理；所述合束器設置于所述準直鏡組的出射光路上，用于將所述準直鏡組出射的激光進行合束處理；所述耦合器設置于所述合束器的出射光路上，用于將所述合束器出射的激光耦合到所述耦合光纖中；所述耦合光纖與所述耦合器相連，所述耦合光纖用于傳輸經過所述耦合器的激光。

可選的，所述掃描光纖陣列包括水平方向掃描光纖束和垂直方向掃描光纖束，所述水平方向掃描光纖束用于對水平出射光束進行擴束；所述垂直方向掃描光纖束用于對垂直出射光束進行擴束。