头戴式显示器制造技术

本发明专利技术实施方式公开了一种头戴式显示器，包括：用于佩戴在用户的头部的头戴框架和两个透视型导光元件，每一透视型导光元件具有一凹面，凹面朝向用户的双眼设置；经由一透视型导光元件的凹面反射的第一光线进入用户的左眼，以及经由另一透视型导光元件的凹面反射的第二光线进入用户的右眼，以形成3D虚拟场景的视觉；其中，第一光线包含左眼虚拟图像信息，第二光线包含右眼虚拟图像信息。通过两个透视型导光元件的凹面更多地将包含左眼虚拟图像信息的第一光线和包含右眼虚拟图像信息的第二光线分别反射进入用户的双眼，另外，用户也可以透过透视型导光元件看到外界的真实场景，从而形成混合3D虚拟场景和真实场景的视觉感受。

Head mounted display

【技术实现步骤摘要】
头戴式显示器
本专利技术实施方式涉及增强现实
，特别是涉及一种头戴式显示器。
技术介绍
头戴式显示器是近年来发展的一项新技术，按照具体的应用主要分为VR(VirtualReality，虚拟现实)和AR(AugmentedReality，增强现实)两种。AR的原理是在通过头戴式显示器模拟虚拟视觉，叠加在用户正常的视觉上。目前，AR头戴式显示器有光学透视式和视频透视式这两种实现方式，其主要区别在于光学合成装置不同。其中，光学透视式的头戴式显示器中的光学合成装置是一种部分透射、部分反射的元件，来自真实环境的光线部分通过该种元件，虚拟图像信息则投影在该种元件上，进而被其反射到用户眼中，从而合成真实和虚拟图像信息。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现相关技术中至少存在如下问题：AR头戴式显示器的视场区域(FieldofView)通常比较小，用户无法有效率地与虚拟图像信息进行互动，另外，也无法形成3D虚拟场景的视觉。
技术实现思路
本专利技术实施方式主要解决的技术问题是提供一种视场区域较大、能够形成3D虚拟场景的视觉的头戴式显示器。为解决上述技术问题，本专利技术实施方式提供一种头戴式显示器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴式显示器，其特征在于，包括：头戴框架，用于佩戴在用户的头部；两个透视型导光元件，每一所述透视型导光元件具有一凹面，所述凹面朝向用户的双眼设置；经由一所述透视型导光元件的凹面反射的第一光线进入用户的左眼，以及经由另一所述透视型导光元件的凹面反射的第二光线进入用户的右眼，以形成3D虚拟场景的视觉；其中，所述第一光线包含左眼虚拟图像信息，所述第二光线包含右眼虚拟图像信息。

【技术特征摘要】
1.一种头戴式显示器，其特征在于，包括：头戴框架，用于佩戴在用户的头部；两个透视型导光元件，每一所述透视型导光元件具有一凹面，所述凹面朝向用户的双眼设置；经由一所述透视型导光元件的凹面反射的第一光线进入用户的左眼，以及经由另一所述透视型导光元件的凹面反射的第二光线进入用户的右眼，以形成3D虚拟场景的视觉；其中，所述第一光线包含左眼虚拟图像信息，所述第二光线包含右眼虚拟图像信息。2.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其特征在于，每一所述透视型导光元件还具有一与所述凹面相背设置的凸面；经由每一所述透视型导光元件的凸面和凹面透射的包含外界图像信息的第三光线进入用户的双眼，以形成混合3D虚拟场景和真实场景的视觉。3.根据权利要求1或2所述的头戴式显示器，其特征在于，所述头戴式显示器还包括显示模块，所述显示模块可拆卸或固定安装于所述头戴框架上，用于发射所述第一光线和第二光线。4.根据权利要求1-3任一所述的头戴式显示器，其特征在于，所述透视型导光元件的凹面和/或凸面根据如下幂级数多项式函数设计：其中，c是所述凹面和/或凸面的基本曲率，k是所述凹面和/或凸面的基本圆锥系数，N是多项式的数量，Ai是第i阶多项式的系数，Ei(x，y)是标准的两个变量(x,y)的二元幂级数多项式。5.根据权利要求1-3任一所述的头戴式显示器，其特征在于，所述透视型导光元件的凹面和/或凸面根据如下多项式函数设计：其中，c是所述凹面和/或凸面的基本曲率,N是x方向多项式的数量，M是y方向多项式的数量,aij是第ij阶多项式分部总和的系数，和是将x坐标和y坐标重新定义到[-1,1]区间以后的标准化坐标；其中，max(|x|)是x绝对值中的最大值，max(|y|)是y绝对值中的最大值。6.根据权利要求1-3任一所述的头戴式显示器，其特征在于，所述透视型导光元件的凹面和/或凸面根据如下标准多项式函数设计：其中，c是所述凹面和/或凸面的基本曲率，k是所述凹面和/或凸面的基本圆锥系数,ai是第i阶非球面变量的系数，N是标准Zernike多项式的数量，ρ...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟张翼，
申请(专利权)人：美国梦境视觉公司，
类型：发明
国别省市：美国,US