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CN104777616A - 透视头戴式光场显示装置 - Google Patents

透视头戴式光场显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种透视头戴式光场显示装置，包括设置于人双眼上方额头处的显示屏，在所述显示屏的前方设有微透镜阵列，在所述微透镜阵列前方设有用于反射部分微透镜阵列光线和将环境光线透过进入人双眼的半反半透镜面，所述半反半透镜面设置在人双眼的前方，还设有与所述显示屏相连接的处理器。本发明的结构简单、使用方便快捷，其可有效的减少体积结构和重量，扩大可视角，实现具有景深立体感的3D图像，适用性好，实用性强，结构紧凑合理。

Description

透视头戴式光场显示装置
技术领域
本发明属于头戴设备技术领域，具体涉及一种透视头戴式光场显示装置。
背景技术
目前现有头戴显示器体积大重量重，复眼光场类头显也无法透视，在显示和光学技术上的只能实现平面3D显示，一般可视角都比较小，从而视野小成像不真实体验不好。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明是提供一种结构简单、使用便捷且体积小巧的透视头戴式光场显示装置。
实现本发明目的的技术方案是：一种透视头戴式光场显示装置，包括设置于人双眼上方额头处的显示屏，在所述显示屏的前方设有微透镜阵列，在所述微透镜阵列前方设有用于反射部分微透镜阵列光线和将环境光线透过进入人双眼的半反半透镜面，所述半反半透镜面设置在人双眼的前方，还设有与所述显示屏相连接的处理器；
显示屏用于显示微透镜阵列对应的像素群，其中不同的像素通过微透镜形成不同方向的光束，光束通过半反半透镜面汇聚后形成空间光场进入双眼模拟出具有景深立体感的图像。
所述半反半透镜面为调节型镜面，根据需要将半反半透镜面调节成透明至不透明之间状态。
所述显示屏为平面型或是曲面型液晶屏。
所述微透镜阵列为平直或是曲面微透镜阵列。
所述半反半透镜面为平面或凹面自由曲面，可以将光束汇聚成两组针对左右双眼的光场。
所述微透镜阵列为单个方型透镜以矩形阵列布设。或所述微透镜阵列为单个圆形透镜以六边形阵列布设。
所述微透镜阵列到显示屏的距离范围是0.3倍微透镜焦距至2倍微透镜焦距之间。
本发明具有积极的效果：本发明的结构简单、使用方便快捷，其可有效的减少体积结构和重量，扩大可视角，实现具有景深立体感的3D图像，适用性好，实用性强，结构紧凑合理。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明的原理侧视图；
图2为本发明的自由曲面侧视图；
图3为图2的正视图；
图4为本发明的曲面型液晶屏和曲面微透镜阵列的正视图。
具体实施方式
(实施例1)
图1至图4显示了本发明的一种具体实施方式，其中图1为本发明的原理侧视图；图2为本发明的自由曲面侧视图；图3为图2的正视图；图4为本发明的曲面型液晶屏和曲面微透镜阵列的正视图。
见图1至图4，一种透视头戴式光场显示装置，包括设置于人双眼上方额头处的显示屏1，在所述显示屏1的前方设有微透镜阵列2，在所述微透镜阵列2前方设有用于反射部分微透镜阵列光线和将环境光线透过进入人双眼的半反半透镜面3，所述半反半透镜面3设置在人双眼的前方，还设有与所述显示屏1相连接的处理器4；
显示屏用于显示微透镜阵列对应的像素群，其中不同的像素通过微透镜形成不同方向的光束，光束通过半反半透镜面汇聚后形成空间光场进入双眼模拟出具有景深立体感的图像。
本实施例中，附图中标号5为人的眼睛。
所述半反半透镜面为调节型镜面，根据需要将半反半透镜面调节成透明至不透明之间状态。配合调节屏幕背光亮度，用于适应外围环境光线的强弱。
所述显示屏为平面型或是曲面型液晶屏。可以在头戴设备内扩大横向显示投影角度。
所述微透镜阵列为平直或是曲面微透镜阵列。以配合曲面液晶屏。
所述半反半透镜面为平面或凹面自由曲面，可以将光束汇聚成两组针对左右双眼的光场。凹面自由曲面配合曲面型液晶屏和曲面透镜阵列可以实现180度以上大视角的透视头显。
所述微透镜阵列为单个方型透镜以矩形阵列布设。或所述微透镜阵列为单个圆形透镜以六边形阵列布设。
所述微透镜阵列到显示屏的距离范围是0.3倍微透镜焦距至2倍微透镜焦距之间。可以通过局部调节微透镜阵列到显示屏的距离来调整虚像成像面的场曲。
其它案例一：可操作优化显示屏1中的像素群和微透镜阵列2的横向视场比，包含更多立体双眼信息，可用于调节瞳距和像差。
其它案例二：可操作微透镜阵列2上的不同透镜实现不同焦距同时调节显示屏1的距离和角度，配合反半半透镜面3用于矫正像差和景深，也可通过处理器4操作像素群来改善像差和景深。
其它案例三：可操作半反半透镜面3，作为局部外减光，使得显示个内容区域不受外界光学叠加干扰，实现更逼真在现实增强效果。
本发明的结构简单、使用方便快捷，其可有效的减少体积结构和重量，扩大可视角，实现具有景深立体感的3D图像，适用性好，实用性强，结构紧凑合理。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种透视头戴式光场显示装置，其特征在于：包括设置于人双眼上方额头处的显示屏，在所述显示屏的前方设有微透镜阵列，在所述微透镜阵列前方设有用于反射部分微透镜阵列光线和将环境光线透过进入人双眼的半反半透镜面，所述半反半透镜面设置在人双眼的前方，还设有与所述显示屏相连接的处理器；
显示屏用于显示微透镜阵列对应的像素群，其中不同的像素通过微透镜形成不同方向的光束，光束通过半反半透镜面汇聚后形成空间光场进入双眼模拟出具有景深立体感的图像。
2.根据权利要求1所述的透视头戴式光场显示装置，其特征在于：所述半反半透镜面为调节型镜面，根据需要将半反半透镜面调节成透明至不透明之间状态。
3.根据权利要求2所述的透视头戴式光场显示装置，其特征在于：所述显示屏为平面型或是曲面型液晶屏。
4.根据权利要求3所述的透视头戴式光场显示装置，其特征在于：所述微透镜阵列为平直或是曲面微透镜阵列。
5.根据权利要求4所述的透视头戴式光场显示装置，其特征在于：所述半反半透镜面为平面或凹面自由曲面。
6.根据权利要求5所述的透视头戴式光场显示装置，其特征在于：所述微透镜阵列为单个方型透镜以矩形阵列布设。
7.根据权利要求5所述的透视头戴式光场显示装置，其特征在于：所述微透镜阵列为单个圆形透镜以六边形阵列布设。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的透视头戴式光场显示装置，其特征在于：所述微透镜阵列到显示屏的距离范围是0.3倍微透镜焦距至2倍微透镜焦距之间，配合镜片进行调节。
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