[發(fā)明專利]基于折疊光路和液晶盒的變光程三維虛擬現(xiàn)實(shí)顯示裝置及顯示方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010060685.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111221143B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鮑鵬飛;趙興明
• 申請（專利權(quán)）人: 平行現(xiàn)實(shí)（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(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

本發(fā)明公開一種基于折疊光路和液晶盒的變光程三維虛擬現(xiàn)實(shí)顯示裝置及顯示方法，該裝置包括依次設(shè)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(shí)現(xiàn)光路的折疊，從而形成兩個光程；N個變光程器件共形成2N種光程；所述的透鏡組用于調(diào)節(jié)已有光程的光路系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的物像關(guān)系明確。本發(fā)明的顯示裝置中的變光程器件由折疊光路和液晶盒構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單，且成本較低，由于光程切換長度較為顯著，實(shí)現(xiàn)了較大景深的近眼3D顯示，突破了三維顯示在聚焦方面的局限，有效的緩解了視覺輻輳沖突。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及近眼三維顯示領(lǐng)域，具體涉及一種基于折疊光路和液晶盒的變光程三維虛擬現(xiàn)實(shí)顯示裝置及顯示方法。

背景技術(shù)

三維顯示技術(shù)是顯示技術(shù)的一個重要分支，近年來，隨著光電技術(shù)的發(fā)展，VR、AR等顯示技術(shù)得到了人們的認(rèn)可，VR和AR將是未來人類和信息交互的有效手段。然而，由于人類生活在三維空間，人眼對信息的采集是基于三維的，且大腦對人眼得到信息的處理方式亦已成習(xí)慣，而是目前已有的VR及AR成像方案是基于雙目視差的偽3D，丟失了深度信息，這會造成人眼調(diào)焦與習(xí)慣不符，造成人眼的疲勞即視覺輻輳沖突。

緩解視覺輻輳沖突是AR及VR產(chǎn)品發(fā)展道路上必須要解決的問題。Magic leapsone為了緩解視覺輻輳，采用6層波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)了顯示的雙深度，但是波導(dǎo)器件本身成本極高，造成Magic leaps混合現(xiàn)實(shí)眼鏡難以推廣，此外，6層波導(dǎo)僅只能實(shí)現(xiàn)雙深度，對于視覺輻輳的緩解作用較小。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于折疊光路和液晶盒的變光程三維虛擬現(xiàn)實(shí)顯示裝置及顯示方法，該顯示裝置利用折疊光路和液晶盒形成雙光程調(diào)節(jié)器件，多個雙光程調(diào)節(jié)器件共同作用，調(diào)節(jié)物光方程，結(jié)合物鏡形成具有2N個物距的透鏡；結(jié)合顯示內(nèi)容，可實(shí)現(xiàn)較大景深的連續(xù)可調(diào)焦近眼顯示系統(tǒng)。具體技術(shù)方案如下：

一種基于折疊光路和液晶盒的變光程三維虛擬現(xiàn)實(shí)顯示裝置，該裝置包括依次設(shè)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(shí)現(xiàn)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(diào)節(jié)已有光程的光路系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的物像關(guān)系明確。

進(jìn)一步地，所述的變光程器件包括依次設(shè)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(tǒng)光軸垂直，用于對非透射偏振光予以吸收，削弱系統(tǒng)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(zhuǎn)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(tǒng)漏出的雜散光。

進(jìn)一步地，所述的變光程器件包括依次設(shè)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(tǒng)光軸垂直，用于對非透射偏振光予以吸收，削弱系統(tǒng)雜散光；