[實用新型]頭戴式顯示設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720098252.1
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN206618900U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周明才;洪濤;李煒明;王海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京三星通信技術(shù)研究有限公司;三星電子株式會社
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B27/22
• 代理公司: 北京市立方律師事務(wù)所11330
• 代理人: 張筱寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維顯示設(shè)備，特別涉及一種頭戴式顯示設(shè)備。

背景技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，使用戶沉浸到該環(huán)境中，是一種能夠提供多源信息融合的交互式三維動態(tài)視景以及實體行為系統(tǒng)仿真的技術(shù)。在現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，雙目立體視覺是實現(xiàn)三維視景的關(guān)鍵，用戶的兩只眼睛看到的圖像實際上是不相同的，這些不同圖像是分別產(chǎn)生的，顯示在不同的顯示器上，依據(jù)需要分別進入用戶的左眼和右眼，由此用戶可以感受到圖像視差，從而能感知場景的深度信息。

增強現(xiàn)實(AR)是一種可以在真實場景中疊加虛擬物體的技術(shù)，它將虛擬的信息應(yīng)用到真實世界，使真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間中并能夠被人類感官所感知，從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗。

目前，頭戴式顯示器(HMD)是用來顯示虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實的關(guān)鍵設(shè)備。然而現(xiàn)有技術(shù)中的頭戴式顯示器存在各種各樣的問題，其中主要的有兩個，一是深度感知主要還是通過雙目立體來實現(xiàn)，不能解決雙眼聚焦和輻輳之間的矛盾，佩戴久了容易使用戶產(chǎn)生疲勞、眩暈等不適癥狀；二是顯示器整個視野內(nèi)分辨率一致，在人眼關(guān)注區(qū)域外圍的分辨率與人眼關(guān)注區(qū)域內(nèi)的分辨率是相同的，而人眼對關(guān)注區(qū)域內(nèi)和關(guān)注區(qū)域外圍的感知分辨率是不一樣的，因此當(dāng)前一致的分辨率沒有充分利用好人眼的視覺特性。對于此，有的相關(guān)發(fā)明在頭戴式顯示設(shè)備中引入了透射式全息屏，但本質(zhì)上還是雙目立體三維顯示，或者說是多視點三維顯示，只是部分采用了全息元件，并不能夠做到真正的全息顯示，無法解決雙眼聚焦和輻輳之間的矛盾，更不能充分利用人眼的視覺特性提高頭戴顯示設(shè)備的性能效率。

實用新型內(nèi)容

基于此，有必要針對上述提到的至少一個問題，提供一種頭戴式顯示設(shè)備。

一種頭戴式顯示設(shè)備，所述設(shè)備包括：

光調(diào)制單元，用于對二維顯示面板輸出的圖像進行集成成像，以形成三維虛擬圖像；

目鏡，用于對光調(diào)制單元形成的三維虛擬圖像進行放大。

在其中一個實施例中，所述設(shè)備還包括：

擋光板，所述擋光板位于所述光調(diào)制單元和所述目鏡之間，用于使得投射至左眼的光場圖像不投射至右眼，且使得投射至右眼的光場圖像不投射至左眼。

在其中一個實施例中，所述設(shè)備還包括：

光闌，其位于所述光調(diào)制單元與所述目鏡之間，用于濾除主觀看區(qū)域之外的其他觀看區(qū)域的光線。

進一步的，所述光闌的位置中心與所述目鏡的位置中心對齊。

進一步的，所述設(shè)備還包括：

擋光板，所述擋光板位于所述光調(diào)制單元和所述光闌之間，用于使投射至左眼的光場圖像不投射至右眼，且使得投射至右眼的光場圖像不投射至左眼。

進一步的，所述擋光板與所述光調(diào)制單元成直角放置。

在其中一個實施例中，所述設(shè)備還包括：

目鏡間距調(diào)整單元，用于調(diào)整所述頭戴式顯示設(shè)備上與左眼對應(yīng)的目鏡和與右眼對應(yīng)的目鏡之間的間距，以使得調(diào)整后的目鏡間距與用戶瞳距相適應(yīng)。

在其中一個實施例中，所述設(shè)備還包括：

目鏡與光調(diào)制單元的間距調(diào)整單元，用于調(diào)整所述頭戴式顯示設(shè)備上目鏡和光調(diào)制單元之間的距離，以使得調(diào)整后的目鏡與光調(diào)制單元的間距與用戶視力相適應(yīng)。

在其中一個實施例中，所述設(shè)備還包括所述二維顯示面板：

所述二維顯示面板，用于圖像輸出。

進一步的，所述二維顯示面板是具有均勻分辨率的二維顯示面板或具有不均勻分辨率的二維顯示面板；

所述光調(diào)制單元是點距均勻分布的光調(diào)制單元或點距不均勻分布的光調(diào)制單元。

在其中一個實施例中，所述設(shè)備還包括：

定位單元，用于確定人眼的瞳孔相對于所述頭戴式顯示設(shè)備的相對位置，以調(diào)整朱觀看區(qū)域的位置，使其與人眼瞳孔區(qū)域?qū)R并位于主觀看區(qū)域之內(nèi)。

在其中一個實施例中，所述光調(diào)制單元為微透鏡陣列或微孔陣列。

在其中一個實施例中，所述設(shè)備還包括：

誤差存儲單元，用于存儲頭戴式顯示設(shè)備及其中目鏡的參數(shù)信息相對應(yīng)的誤差值。

實用新型提供的頭戴式顯示設(shè)備可用于虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實環(huán)境，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該設(shè)備至少具有如下優(yōu)點：

1、利用集成成像的原理使呈現(xiàn)在人眼中的世界是自然的三維世界，能夠解決長期使用時出現(xiàn)的視覺疲勞問題。

2、采用目鏡將集成成像得到的三維虛擬圖像進行放大，極大地提高了用戶在頭戴式顯示設(shè)備中的三維沉浸感。