一種單圖像源雙目近眼顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單圖像源雙目近眼顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近眼顯示裝置也稱為頭戴式顯示器，應(yīng)用于軍事、科研、教育、訓(xùn)練、商業(yè)展覽、醫(yī) 療、娛樂(lè)等領(lǐng)域。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展，近眼顯示裝置的需求 越來(lái)越高。近眼顯示裝置要長(zhǎng)期戴在頭部，應(yīng)該便于佩戴和攜帶。因此對(duì)于顯示器件的微 型化、便攜化和高性能的要求越來(lái)越突出?；跁r(shí)序的快門式雙目近眼顯示裝置，其顯示屏 分時(shí)顯示左右圖像，并通過(guò)同步信號(hào)發(fā)射器以及同步信號(hào)接收器控制液晶快門眼鏡，使得 顯示屏顯示左（右）眼圖像時(shí)左（右）眼鏡片透光而右（左）眼鏡片不透光，其主要特點(diǎn) 是要求顯示器的幀頻為普通顯示器的兩倍。
[0003] -般近眼顯示裝置多為單目式或兩側(cè)對(duì)稱式雙目（雙圖像源），其不足在于：?jiǎn)文?顯示由于兩眼接收到的圖像不一致，容易造成視覺(jué)疲勞；而兩側(cè)對(duì)稱式雙目?jī)蓚?cè)分別獨(dú)立 包含一套顯示系統(tǒng)，導(dǎo)致整個(gè)顯示裝置重量較重，且價(jià)格昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種單圖像源雙目近 眼顯示裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)單目式近眼顯示裝置容易造成視覺(jué)疲勞，兩側(cè)對(duì)稱式雙目近眼 顯示裝置重量較重，且價(jià)格昂貴的缺陷。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：
[0006] 一種單圖像源雙目近眼顯示裝置，包括透鏡組、第一平面反射鏡、分光棱鏡、第二 平面反射鏡、第一半透半反平面鏡、第一凹面反射鏡，光線通過(guò)所述透鏡組后，經(jīng)第一平面 反射鏡反射至所述分光棱鏡，經(jīng)所述分光棱鏡分光透射至第二平面反射鏡，經(jīng)第二平面反 射鏡反射至第一半透半反平面鏡，所述光線透過(guò)第一半透半反平面鏡到達(dá)第一凹面反射 鏡，經(jīng)第一凹面反射鏡反射至第一半透半反平面鏡，然后經(jīng)第一半透半反平面鏡反射至左 邊觀察位置；
[0007] 還包括第三平面反射鏡、第二半透半反平面鏡、第二凹面反射鏡，光線通過(guò)所述透 鏡組后，經(jīng)第一平面反射鏡反射至所述分光棱鏡，經(jīng)所述分光棱鏡分光透射至第三平面反 射鏡，經(jīng)第三平面反射鏡反射至第二半透半反平面鏡，所述光線透過(guò)第二半透半反平面鏡 到達(dá)第二凹面反射鏡，經(jīng)第二凹面反射鏡反射至第二半透半反平面鏡，然后經(jīng)第二半透半 反平面鏡反射至右邊觀察位置。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，第一半透半反平面鏡反射至左邊觀察位置的光線平行 于第二半透半反平面鏡反射至右邊觀察位置的光線。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，通過(guò)對(duì)稱調(diào)整第二平面反射鏡、第三平面反射鏡與所 述分光棱鏡的間距調(diào)節(jié)反射至左邊觀察位置和右邊觀察位置的光線距離，在調(diào)整第二平面 反射鏡和第三平面反射鏡的同時(shí)同步調(diào)整第一半透半反平面鏡、第一凹面反射鏡和第二半 透半反平面鏡、第二凹面反射鏡的位置，以保證第二平面反射鏡、第一半透半反平面鏡和第 一凹面反射鏡的相對(duì)位置保持不變，并保證第三平面反射鏡、第二半透半反平面鏡和第二 凹面反射鏡的相對(duì)位置保持不變。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，第一凹面反射鏡和第二凹面反射鏡設(shè)為偶次非球面 鏡。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，所述透鏡組包括一棱鏡，所述棱鏡之后設(shè)置有透鏡和 膠合鏡。
[0012] 實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果：（1)本發(fā)明單圖像源雙目近眼顯示 裝置僅包含一個(gè)圖像源，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，更有利于開發(fā)成頭戴式設(shè)備；（2)本發(fā)明單圖 像源雙目近眼顯示裝置既可作為普通雙目顯示裝置，又可作為雙目立體顯示裝置；（3)本 發(fā)明單圖像源雙目近眼顯示裝置具有較大視場(chǎng)；（4)由于不同的使用者左右眼間距存在差 異，本發(fā)明單圖像源雙目近眼顯示裝置通過(guò)對(duì)稱調(diào)整第二平面反射鏡、第三平面反射鏡與 分光棱鏡的間距調(diào)節(jié)反射至左邊觀察位置和右邊觀察位置的光線距離，即調(diào)節(jié)左右眼間 距，以適應(yīng)不同使用者；（5)本發(fā)明單圖像源雙目近眼顯示裝置能耗低、價(jià)格低，更有利于 被大眾接受。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 下面通過(guò)參考附圖并結(jié)合實(shí)例具體地描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方式將會(huì) 更加明顯，其中附圖所示內(nèi)容僅用于對(duì)本發(fā)明的解釋說(shuō)明，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何意義 上的限制，在附圖中：
[0014] 圖1為本發(fā)明單圖像源雙目近眼顯示裝置示意圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明單路光線路徑示意圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明透鏡組示意圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明模量傳輸函數(shù)MTF示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明單圖像源雙目近眼顯示裝置，包括透鏡組11、 第一平面反射鏡12、分光棱鏡13、第二平面反射鏡14、第一半透半反平面鏡15、第一凹面反 射鏡16,光線通過(guò)透鏡組后11，經(jīng)第一平面反射鏡12反射至分光棱鏡13,經(jīng)分光棱鏡13分 光透射至第二平面反射鏡14,經(jīng)第二平面反射鏡14反射至第一半透半反平面鏡15,光線透 過(guò)第一半透半反平面鏡15到達(dá)第一凹面反射鏡16,經(jīng)第一凹面反射鏡16反射至第一半透 半反平面鏡15,然后經(jīng)第一半透半反平面鏡15反射至左邊觀察位置17 ;還包括第三平面 反射鏡18、第二半透半反平面鏡19、第二凹面反射鏡20,光線通過(guò)透鏡組11后，經(jīng)第一平 面反射鏡12反射至分光棱鏡13,經(jīng)分光棱鏡13分光透射至第三平面反射鏡18,經(jīng)第三平 面反射鏡18反射至第二半透半反平面鏡19,光線透過(guò)第二半透半反平面鏡19到達(dá)第二凹 面反射鏡20,經(jīng)第二凹面反射鏡20反射至第二半透半反平面鏡19,然后經(jīng)第二半透半反平 面鏡19反射至右邊觀察位置21。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，第一半透半反平面鏡15反射 至左邊觀察位置17的光線平行于第二半透半反平面鏡19反射至右邊觀察位置21的光線。 通過(guò)對(duì)稱調(diào)整第二平面反射鏡14、第三平面反射鏡18與分光棱鏡13的間距調(diào)節(jié)反射至左 邊觀察位置17和右邊觀察位置21的光線距離，在調(diào)整第二平面反射鏡14和第三平面反射 鏡18的同時(shí)同步調(diào)整第一半透半反平面鏡15、第一凹面反射鏡16和第二半透半反平面鏡 19、第二凹面反射鏡20的位置，以保證第二平面反射鏡14、第一半透半反平面鏡15和第一 凹面反射鏡16的相對(duì)位置保持不變，并保證第三平面反射鏡18、第二半透半反平面鏡19和 第二凹面反射鏡20的相對(duì)位置保持不變。
[0019] 1.如圖1所示，本發(fā)明提出單圖像源雙目近眼顯示裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)近眼顯示。包含 照明裝置的圖像源10發(fā)出的光線，依次通過(guò)本裝置的透鏡組11、平面反射鏡12、分光棱鏡 13、平面反射鏡14、半透半反平面鏡15、凹面反射鏡16、半透半反平面鏡15,到達(dá)觀看者的 左眼位置17,包含照明裝置的圖像源1發(fā)出的光線，依次通過(guò)本裝置所包含的透鏡組11、平 面反射鏡12、分光棱鏡13、平面反射鏡18、半透半反平面鏡19、凹面反射鏡20、半透半反鏡 平面19,到達(dá)觀看者的右眼位置21。其中左眼位置17與右眼位置21的視線平行。
[0020] 2.眼睛與裝置其余部件之間距離大于10mm。
[0021] 3.半透半反平面鏡的一面鍍有半透半反膜。
[0022] 4.凹面反射鏡凹面鍍有全反射膜。
[0023] 5.圖像源10的類型包括帶照明裝置的IXD顯示屏、數(shù)字微鏡芯片DMD(Digital MicromirrorDevices)、液晶覆娃LCOS(liquidcrystalonsilicon)等。
[0024] 6.通過(guò)對(duì)稱地調(diào)節(jié)平面反射鏡14和平面反射鏡18與分光棱鏡13的間距可以將 左右眼光路整體拉近或遠(yuǎn)離，從而調(diào)節(jié)左右眼間距，以適應(yīng)不同使用者。
[0025] 本發(fā)明具體實(shí)施例光路參數(shù)如表1所示。
[0026]表1
[0027]
[0028」
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種單圖像源雙目近眼顯示裝置，其特征在于：包括透鏡組、第一平面反射鏡、分光 棱鏡、第二平面反射鏡、第一半透半反平面鏡、第一凹面反射鏡，光線通過(guò)所述透鏡組后，經(jīng) 第一平面反射鏡反射至所述分光棱鏡，經(jīng)所述分光棱鏡分光透射至第二平面反射鏡，經(jīng)第 二平面反射鏡反射至第一半透半反平面鏡，所述光線透過(guò)第一半透半反平面鏡到達(dá)第一凹 面反射鏡，經(jīng)第一凹面反射鏡反射至第一半透半反平面鏡，然后經(jīng)第一半透半反平面鏡反 射至左邊觀察位置； 還包括第三平面反射鏡、第二半透半反平面鏡、第二凹面反射鏡，光線通過(guò)所述透鏡組 后，經(jīng)第一平面反射鏡反射至所述分光棱鏡，經(jīng)所述分光棱鏡分光透射至第三平面反射鏡， 經(jīng)第三平面反射鏡反射至第二半透半反平面鏡，所述光線透過(guò)第二半透半反平面鏡到達(dá)第 二凹面反射鏡，經(jīng)第二凹面反射鏡反射至第二半透半反平面鏡，然后經(jīng)第二半透半反平面 鏡反射至右邊觀察位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單圖像源雙目近眼顯示裝置，其特征在于：第一半透半反平 面鏡反射至左邊觀察位置的光線平行于第二半透半反平面鏡反射至右邊觀察位置的光線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單圖像源雙目近眼顯示裝置，其特征在于：通過(guò)對(duì)稱調(diào)整第 二平面反射鏡、第三平面反射鏡與所述分光棱鏡的間距調(diào)節(jié)反射至左邊觀察位置和右邊觀 察位置的光線距離，在調(diào)整第二平面反射鏡和第三平面反射鏡的同時(shí)同步調(diào)整第一半透半 反平面鏡、第一凹面反射鏡和第二半透半反平面鏡、第二凹面反射鏡的位置，以保證第二平 面反射鏡、第一半透半反平面鏡和第一凹面反射鏡的相對(duì)位置保持不變，并保證第三平面 反射鏡、第二半透半反平面鏡和第二凹面反射鏡的相對(duì)位置保持不變。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單圖像源雙目近眼顯示裝置，其特征在于：第一凹面反射鏡 和第二凹面反射鏡設(shè)為偶次非球面鏡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單圖像源雙目近眼顯示裝置，其特征在于：所述透鏡組包括 一棱鏡，所述棱鏡之后設(shè)置有透鏡和膠合鏡。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單圖像源雙目近眼顯示裝置，包括透鏡組、第一平面反射鏡、分光棱鏡、第二平面反射鏡、第一半透半反平面鏡、第一凹面反射鏡，還包括第三平面反射鏡、第二半透半反平面鏡、第二凹面反射鏡。本發(fā)明單圖像源雙目近眼顯示裝置僅包含一個(gè)圖像源，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，更有利于開發(fā)成頭戴式設(shè)備；本發(fā)明單圖像源雙目近眼顯示裝置可作為雙目立體顯示裝置；本發(fā)明單圖像源雙目近眼顯示裝置具有較大視場(chǎng)；本發(fā)明單圖像源雙目近眼顯示裝置通過(guò)對(duì)稱調(diào)整第二平面反射鏡、第三平面反射鏡與分光棱鏡的間距調(diào)節(jié)左右眼間距，以適應(yīng)不同使用者；本發(fā)明單圖像源雙目近眼顯示裝置能耗低、價(jià)格低，更有利于被大眾接受。
【IPC分類】G02B27-01
【公開號(hào)】CN104714303
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510107847
【發(fā)明人】王凡, 程炎, 朱青, 朱璐璐
【申請(qǐng)人】深圳市安華光電技術(shù)有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年3月12日