[發明專利]基于折疊光路和液晶盒的變光程三維虛擬現實顯示裝置及顯示方法

有效

• 申請號: 202010060685.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111221143B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 鮑鵬飛;趙興明
• 申請（專利權）人: 平行現實（杭州）科技有限公司
• 主分類號: G02B30/25
• 分類號: G02B30/25
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

1.一種基于折疊光路和液晶盒的變光程三維虛擬現實顯示裝置，其特征在于，該裝置包括依次設置的顯示器件、N個變光程器件、透鏡組；

所述的顯示器件用于提供虛擬三維圖像；

每個所述的變光程器件都包括液晶盒，通過液晶盒的通電和斷電實現光路的折疊，從而形成兩個光程；N個變光程器件共形成2^N種光程；

所述的透鏡組用于調節已有光程的光路系統，使得系統的物像關系明確；

所述的變光程器件包括依次設置的第一吸收型偏光膜、第一波片、分光膜、第二波片、液晶盒、反射型偏光膜、第二吸收型偏光膜；

所述的第一吸收型偏光膜的透射光偏振方向與系統光軸垂直，用于對非透射偏振光予以吸收，削弱系統雜散光；

所述的第一波片為λ/4波片，波片快軸與第一吸收型偏光膜的透射光偏振方向呈+45°；

所述的第二波片為λ/4波片，波片快軸與第一吸收型偏光膜的透射光偏振方向呈-45°；

所述的液晶盒在斷電情況下使得線偏光方向旋轉90°，加電情況下液晶盒失去旋光作用；

所述的反射型偏光膜的透射光偏振方向與第一吸收型偏光膜透射光偏振方向相垂直、反射光偏振方向與透射光偏振方向相垂直；

所述的第二吸收型偏光膜的透射光偏振方向與所述的反射型偏光膜的透射光偏振方向相同，用于吸收系統漏出的雜散光。

2.一種基于折疊光路和液晶盒的變光程三維虛擬現實顯示裝置，其特征在于，該裝置包括依次設置的顯示器件、N個變光程器件、透鏡組；

所述的顯示器件用于提供虛擬三維圖像；

每個所述的變光程器件都包括液晶盒，通過液晶盒的通電和斷電實現光路的折疊，從而形成兩個光程；N個變光程器件共形成2^N種光程；

所述的透鏡組用于調節已有光程的光路系統，使得系統的物像關系明確；

所述的變光程器件包括依次設置的第一吸收型偏光膜、第一反射型偏光膜、無手性的旋光材料層、液晶盒、第二反射型偏光膜、第二吸收型偏光膜；

所述的第一吸收型偏光膜的透射光偏振方向與系統光軸垂直，用于對非透射偏振光予以吸收，削弱系統雜散光；

所述的第一反射型偏光膜的透射光偏振方向與第一吸收型偏光膜相同，反射光偏振方向與透射光偏振方向相互垂直；

所述的無手性的旋光材料層對線偏振光旋轉方向順著光軸方向順時針為+，逆時針為-，旋光材料將線偏振光偏振方向沿著光傳播方向旋轉（-45°+ nπ）；

所述的液晶盒在斷電情況下使得線偏光方向旋轉90°，加電情況下液晶盒失去旋光作用；

所述的第二反射型偏光膜的透射光偏振方向與第一反射型偏光膜透射光偏振方向呈+45°；

所述第二吸收型偏光膜的透射光偏振方向與第二反射型偏光膜透射光偏振方向相同，用于吸收系統漏出的雜散光。

3.根據權利要求1或2所述的基于折疊光路和液晶盒的變光程三維虛擬現實顯示裝置，其特征在于， 所述N等于2或3。

4.根據權利要求1所述的基于折疊光路和液晶盒的變光程三維虛擬現實顯示裝置，其特征在于，所述的顯示器件為LCD、Micro OLED、Micro LED、LCOS或DMD。

5.根據權利要求1所述的基于折疊光路和液晶盒的變光程三維虛擬現實顯示裝置，其特征在于，所述的分光膜具體為半透半反膜。

6.根據權利要求2所述的基于折疊光路和液晶盒的變光程三維虛擬現實顯示裝置，其特征在于，所述的無手性的旋光材料層將線偏振光偏振方向沿著光傳播方向旋轉-45°。

7.一種基于權利要求1-6中任意一項所述的基于折疊光路和液晶盒的變光程三維虛擬現實顯示裝置的顯示方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S1：使用人眼識別系統對人眼進行追蹤，實時采集追蹤人眼得到的眼球聚焦信息；

S2：將所述的眼球聚焦信息反饋給控制器，將所述的變光程三維虛擬現實顯示裝置的圖像焦平面切換至人眼聚焦的深度，從而緩解人眼輻輳沖突。