[發明專利]一種近眼顯示系統及虛擬現實設備

在審

• 申請號: 201610852221.0
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN107870418A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 周旭東;黃琴華
• 申請（專利權）人: 成都虛擬世界科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及，尤其涉及一種近眼顯示系統及虛擬現實設備。

背景技術

虛擬現實(英文：Virtual Reality；簡稱：VR)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，通過交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真使用戶沉浸到該環境中，為用戶帶來超越真實生活環境的感官體驗。在視覺方面而言，虛擬現實技術利用計算機設備生成虛擬場景的圖像，并通過光學器件將圖像光線傳遞到人眼，使得用戶能夠在視覺上能夠完全感受該虛擬場景。

目前，虛擬現實設備一般為頭戴式設備，采用LCD(英文：Liquid Crystal Display；中文：液晶顯示器)屏幕或者OLED(英文：Organic Light-Emitting Diode；中文：有機電激光顯示或有機發光半導體)屏幕作為圖像源，通過光學目鏡將圖像光線傳遞到用戶的左眼和右眼中，使得人眼能夠看到放大的3D圖像，實際成像過程中，單眼所看到的像通常設定在無窮遠與1.5m之間，人眼需要調節焦距以看清該圖像，而實際雙眼感知到的圖像深度與單眼的深度并不相同，因此會造成用戶的視覺和心理不一致，使得人眼會不停地調節焦距以適應兩者中的一個，這樣很容易造成眼睛疲勞，導致用戶產生眩暈的感覺。

因此，現有技術中的虛擬現實設備存在因雙眼感知到的圖像深度與單眼的圖像深度不相同而容易導致人眼疲勞的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種近眼顯示系統及虛擬現實設備，解決現有技術中的虛擬現實設備存在因雙眼感知到的圖像深度與單眼的圖像深度不相同而容易導致人眼疲勞的技術問題，可增加用戶使用近眼顯示系統的時間，從而擴大了近眼顯示系統的使用場景。

為了實現上述發明目的，本發明實施例第一方面提供了一種視網膜成像的近眼顯示系統，包括圖像源和聚焦透鏡單元，所述圖像源出射的光線呈單點向外發散的喇叭形，每一束光線對應待顯示圖像的一個像素；所述圖像源出射的光線入射到所述聚焦透鏡單元后被聚焦，使得被所述聚焦透鏡單元會聚后的光線的交點在人眼的瞳孔位置。

可選地，所述圖像源包括顯示源、會聚透鏡和濾波光闌；所述顯示源出射的光線入射到所述會聚透鏡后，被所述會聚透鏡進行會聚，會聚后的光線經過所述濾波光闌后出射到所述聚焦透鏡單元上。

可選地，所述顯示源包括光源、分光鏡和LCOS芯片；所述光源出射的光線被所述分光鏡反射至所述LCOS芯片進行調制，被所述LCOS芯片調制的光線再透射過所述分光鏡后出射。

可選地，所述顯示源具體為LCD或者OLED顯示屏。

可選地，所述顯示源包括光源和DMD芯片，所述光源出射的光線入射到所述DMD芯片后，被所述DMD芯片調制后出射。

可選地，所述圖像源包括光源和諧振掃描裝置；所述光源出射的光線入射到所述諧振掃描裝置后，被所述諧振掃描裝置偏轉后出射。

可選地，所述諧振掃描裝置具體為光纖掃描裝置或MEMS振鏡掃描裝置。

可選地，所述MEMS振鏡掃描裝置具體為一個二維MEMS振鏡或兩個一維MEMS振鏡。

本發明實施例第二方面還提供一種虛擬現實設備，包括兩套如第一方面所述的近眼顯示系統，其中一套近眼顯示系統出射的光線進入人的左眼，另一條近眼顯示系統出射的光線進入人的右眼。

本發明實施例中的一個或者多個技術方案，至少具有如下技術效果或者優點：

由于人眼中的晶狀體位于瞳孔的后方，晶狀體相當于一個凸透鏡，晶狀體的光軸與瞳孔處于一條直線，同時由于被聚焦透鏡單元會聚的光線的交點在瞳孔位置，根據凸透鏡的光學性質，經過凸透鏡光心的光線的出射角度不會被偏轉，所以從瞳孔位置進入的光線并不會被晶狀體偏轉，而是會依照其進入瞳孔的角度入射到視網膜上，從而實現視網膜成像，這樣，無需人眼調節焦距即能夠獲得清晰的圖像。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的近眼顯示系統的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的近眼顯示系統采用直接顯示圖像的方式時的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的近眼顯示系統的第一種實現方式的結構圖；

圖4為本發明實施例提供的光源的結構示意圖；

圖5為本發明實施例提供的近眼顯示系統的第二種實現方式的示意圖；

圖6為本發明實施例提供的近眼顯示系統的第三種實現方式的示意圖；

圖7為本發明實施例提供的光纖掃描裝置的結構圖。

具體實施方式