[發(fā)明專利]實現(xiàn)虛實融合的顯示設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011374209.6
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN114578554B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱帥帥;鄧焯泳
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B27/28
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強;李稷芳

本申請公開了一種虛實融合的顯示設(shè)備。顯示設(shè)備包括第一結(jié)合器、第二結(jié)合器、第一調(diào)制組件、第二調(diào)制組件、遮擋模板和光機。第一結(jié)合器接收第一環(huán)境光線，并將第一環(huán)境光線傳輸至第一調(diào)制組件；第一調(diào)制組件調(diào)制第一環(huán)境光線的偏振態(tài)，以形成第二環(huán)境光線，并將第二環(huán)境光線成像至遮擋模板；遮擋模板根據(jù)真實物體與虛擬物體的遮擋關(guān)系，調(diào)制第二環(huán)境光線的偏振態(tài)，以形成第三環(huán)境光線；第一調(diào)制組件再次調(diào)制第三環(huán)境光線的偏振態(tài)，形成第四環(huán)境光線，并傳輸至第二調(diào)制組件；第二調(diào)制組件用于將第四環(huán)境光線和第二顯示光線傳輸至第二結(jié)合器；第二結(jié)合器可以將第四環(huán)境光線和第二顯示光線入射至佩戴者的眼睛，以達到虛實融合的顯示效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及頭戴式顯示設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種實現(xiàn)虛實融合的顯示設(shè)備。

背景技術(shù)

頭戴式顯示設(shè)備(Head?Mounted?Display，HMD)是指供佩戴者佩戴到頭上的顯示設(shè)備，一般可以分成虛擬現(xiàn)實(Virtual?Reality，VR)、增強現(xiàn)實(Augmented?Reality，AR)和混合現(xiàn)實(Mixed?Reality，MR)此三類。其中例如AR和MR的HMD雖然可以使佩戴者同時觀察到真實物體和虛擬內(nèi)容，但是由于HMD的結(jié)合器是將載有真實物體的光線和載有虛擬內(nèi)容的光線同時投射到佩戴者的眼中，因此從佩戴者的視角看來，虛擬內(nèi)容并不能有效地遮擋真實物體，虛擬內(nèi)容和真是物體之間存在重影等問題，無法達到虛實融合的效果，佩戴者的體驗效果較差。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提供一種實現(xiàn)虛實融合的顯示設(shè)備，以解決現(xiàn)有頭戴式顯示設(shè)備不能實現(xiàn)虛實融合的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环N實現(xiàn)虛實融合的顯示設(shè)備，包括：第一結(jié)合器、第二結(jié)合器、第一調(diào)制組件、第二調(diào)制組件、遮擋模板和光機；所述第一調(diào)制組件位于所述第一結(jié)合器的出光側(cè)；所述第二調(diào)制組件位于所述第一調(diào)制組件的出光側(cè)，且位于所述第二結(jié)合器的入光側(cè)。所述第一結(jié)合器用于接收第一環(huán)境光線，并將所述第一環(huán)境光線傳輸至所述第一調(diào)制組件，所述第一環(huán)境光線載有真實物體信息。所述第一調(diào)制組件用于調(diào)制所述第一環(huán)境光線的偏振態(tài)，以形成第二環(huán)境光線，并將所述第二環(huán)境光線成像至所述遮擋模板。所述遮擋模板用于根據(jù)真實物體與虛擬物體的遮擋關(guān)系，調(diào)制所述第二環(huán)境光線的偏振態(tài)，以形成第三環(huán)境光線。所述第一調(diào)制組件再次調(diào)制所述第三環(huán)境光線的偏振態(tài)，形成第四環(huán)境光線，將所述第四環(huán)境光線傳輸至所述第二調(diào)制組件。所述第二調(diào)制組件用于將所述第四環(huán)境光線傳輸至所述第二結(jié)合器，還用于調(diào)制第一顯示光線的偏振態(tài)，以形成第二顯示光線，以及將第二顯示光線傳輸至所述第二結(jié)合器；其中，所述第一顯示光線由所述光機產(chǎn)生，并載有所述虛擬物體信息；所述第二顯示光線的偏振態(tài)和所述第四環(huán)境光線的偏振態(tài)不同。所述第二結(jié)合器用于傳輸所述第四環(huán)境光線和所述第二顯示光線，使所述第四環(huán)境光線和所述第二顯示光線入射至佩戴者的眼睛。基于此，佩戴者在看到虛擬內(nèi)容和真實物體的同時，虛擬內(nèi)容和真實物體之間可以相互遮擋，以達到虛實融合的效果，從而可以給佩戴者提供更為自然、逼真的視覺體驗。

一些實施例中，所述第一調(diào)制組件包括第一透鏡；所述第一透鏡正對所述第一結(jié)合器的出光側(cè)，用于將所述第一環(huán)境光線成像到所述遮擋模板，以便于遮擋模板對光線進行偏振態(tài)的調(diào)制。

一些實施例中，所述第一調(diào)制組件還包括第一偏振片、第一偏振分束鏡和半波片。所述第一偏振片和所述第一偏振分束鏡依次位于所述第一透鏡的出光側(cè)，并且遠離所述第一結(jié)合器；所述半波片位于所述第一偏振分束鏡的出光側(cè)，所述遮擋模板位于所述第一透鏡的后焦面上，所述半波片的快軸方向與所述第三環(huán)境光線的偏振方向之間的夾角為45°。所述第一偏振片用于調(diào)制所述第一環(huán)境光線的偏振態(tài)，以形成所述第二環(huán)境光線；所述偏振分束鏡用于將所述第二環(huán)境光線反射至所述遮擋模板、以及供所述第三環(huán)境光線透過；所述半波片用于調(diào)制所述第三環(huán)境光線的偏振態(tài)，以形成所述第四環(huán)境光線。