基于波导光光瞳成像的近眼显示设备制造技术

本实用新型专利技术提出了一种基于波导光光瞳成像的近眼显示设备，包括：RGB引光阵列系统用于生成RGB光学信号，并将RGB光学信号通过光路折射系统折射至高速数字微镜系统，形成RGB视频流；成像控制系统与高速数字微镜系统相连，用于接收来自RGB视频流编码成RGB光束形成的光瞳，并通过导光入眼阵列系统将折射后画面经由人的瞳孔投射在视网膜上，以实现近眼显示。本实用新型专利技术具有功率低，体积小的特点。

【技术实现步骤摘要】
基于波导光光瞳成像的近眼显示设备
本技术涉及近眼显示设备
，特别涉及一种基于波导光光瞳成像的近眼显示设备。
技术介绍
随着科技的发展，近眼显示设备等虚拟显示设备的发展已经越来越成熟，但是现有技术无法实现对人眼感觉到的物体都转换为自认画面呈现给人眼观看，并且现有近眼显示设备的像素分辨率较低。现有技术中还没有一种将光波导光瞳成像技术应用到近眼显示设备的技术。
技术实现思路
本技术的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。为此，本技术的目的在于提出一种基于波导光光瞳成像的近眼显示设备，具有功率低，体积小的特点。为了实现上述目的，本技术的实施例提供一种基于波导光光瞳成像的近眼显示设备，包括：用于生成RGB信号的RGB引光阵列系统、光路折射系统、高速数字微镜系统、导光入眼阵列系统和成像控制系统，其中，所述RGB引光阵列系统、光路折射系统、高速数字微镜系统和导光入眼阵列系统由前至后依次排列，以将RGB光学信号通过所述光路折射系统折射至所述高速数字微镜系统，形成RGB视频流；用于将RGB视频流编码成RGB光束形成的光瞳的所述成像控制系统，所述成像控制系统与所述高速数字微镜系统相连，通过所述导光入眼阵列系统将折射后画面经由人的瞳孔投射在视网膜上，其中，所述成像控制系统包括前端处理器、成像控制器和电源模块，其中，所述前端处理器与所述电源模块和所述高速数字微镜系统相连，所述成像控制器与所述前端处理器相连。进一步，所述RGB引光阵列系统包括：蓝光LED阵列、绿光LED阵列、红光LED阵列、第一至第三准直透镜、第一和第二双色向滤光镜，其中，所述第一至第三准直透镜分别安装于所述蓝光LED阵列、绿光LED阵列、红光LED阵列的前方；所述第一双色向滤光镜安装于所述蓝光LED阵列的入射光路上，所述第二双色向滤光镜安装于所述绿光LED阵列和红光LED阵列的入射光路上。进一步，所述电源模块包括以下两种：电池和充电器单元。进一步，所述前端处理器还用于与摄像机接口、Wifi单元、蓝牙单元、触摸控制接口、音频接口和存储器接口相连。进一步，还包括：主控单元、与所述主控单元相连的多个传感器、无线通信单元、音频处理单元、电源管理单元、显示单元和存储单元。进一步，所述多个传感器包括：运动传感器、重力传感器、光传感器、磁场传感器和气压传感器。进一步，所述无线通信单元包括WiFi单元和蓝牙单元。根据本技术实施例的基于波导光光瞳成像的近眼显示设备，通过将RGB三原色的LED自然光学信号通过光路折射系统的光路设计折射入高速数字微镜系统，再经过视频流编码成RGB光束形成的光瞳，将折射画面经由人的瞳孔投射在视网膜上，向用户近眼显示画面。本技术可以模拟大屏显示器效果、可以显示人眼感觉到的任何物体，可还原256色阶的人眼抓取的自然画面，视觉成像画质可达分辨率2560×1440，画面每帧刷新率可达120Hz以上，具有功率低，体积小的特点。本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本技术实施例的基于波导光光瞳成像的近眼显示设备的结构图；图2为根据本技术实施例的成像控制系统的结构图；图3为根据本技术实施例的导光入眼阵列系统的结构图；图4为根据本技术实施例的主控单元的结构图；图5为根据本技术实施例的成像光瞳大小与光圈F数值的关系及视角FOV变化函数图；图6为根据本技术实施例的基于波导光光瞳成像的近眼显示设备的示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。如图1所示，本技术实施例的基于波导光光瞳成像的近眼显示设备，包括：RGB引光阵列系统1、光路折射系统2、高速数字微镜系统3、导光入眼阵列系统4和成像控制系统5。其中，RGB引光阵列系统1、光路折射系统2、高速数字微镜系统3和导光入眼阵列系统4由前至后依次排列具体的，RGB引光阵列系统1用于生成RGB光学信号，并将RGB光学信号通过光路折射系统2折射至高速数字微镜系统3，形成RGB视频流。在本技术的一个实施例中，RGB引光阵列系统1包括：蓝光LED阵列、绿光LED阵列、红光LED阵列、第一至第三准直透镜、第一和第二双色向滤光镜。其中，第一至第三准直透镜分别安装于蓝光LED阵列、绿光LED阵列、红光LED阵列的前方。第一双色向滤光镜安装于蓝光LED阵列的入射光路上，第二双色向滤光镜安装于绿光LED阵列和红光LED阵列的入射光路上。成像控制系统5与高速数字微镜系统3相连，用于接收来自RGB视频流编码成RGB光束形成的光瞳，并通过导光入眼阵列系统4将折射后画面经由人的瞳孔投射在视网膜上，以实现近眼显示。图3为根据本技术实施例的导光入眼阵列系统4的结构图。其中，基本波导光学系统光瞳直径5mm,光圈F/1.7。具体的，如图2所示，成像控制系统5包括前端处理器、成像控制器和电源模块。其中，成像控制器与前端处理器相连，用于接收RGB视频流，并将0和1视频流编码成RGB光束形成的光瞳。在本技术的一个实施例中，成像控制器与前端处理器通过I2C协议进行通信，通过并行接口接收24位RGB视频数据。前端处理器与电源模块和高速数字微镜系统3相连，采用PROJON信号控制用于控制电源模块的开启或关闭，接收RGB视频流。MIC/LED驱动器为控制器和成像系统电机阵列组提供所有必需的电源，而集成LED驱动器提供可配置的RGBLED电流。此外，前端处理器还用于与摄像机接口、Wifi单元、蓝牙单元、触摸控制接口、音频接口和存储器接口相连。在本技术的一个实施例中，电源模块包括以下两种：电池和充电器单元。进一步，如图4所示，本技术实施例的基于波导光光瞳成像的近眼显示设备，还包括：主控单元、与主控单元相连的多个传感器、无线通信单元、音频处理单元、电源管理单元、显示单元和存储单元。在本技术的一个实施例中，多个传感器包括：运动传感器、重力传感器、光传感器、磁场传感器和气压传感器。运动传感器和重力传感器用于获取使用者该近眼显示设备时的姿势数据，然后发送给主控单元，由主控单元根据该姿势数据对使用者的动作进行判定、以及在游戏中通过头部的运动方向来操控游戏。光传感器用于采用光数据，并发送给主控单元，由主控单元根据该光数据分析感知太阳光的变化进而调整屏幕的显示亮度。磁场传感器用于采集地磁数据，并发送给主控单元，由主控单元根据地磁数据判定使用状态当前的地理位置，系统中的位置标示都要通过地磁传感器实现。气压传感器用于采集当前所处的气压数据，并发送给主控单元，由主控单元根据该气压数据判断使用当前状态的当前所处的海拔高度，并有近眼显示设备进行显示，提供用户查看。综上，主控单元接收来自每个传感器的检测数据、来自电源管理单元的电源管理信号，并将接收到的数据发送至存储单元进行存储，以及通过无线通信单元与外部设备进行通信，向音频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于波导光光瞳成像的近眼显示设备，其特征在于，包括：用于生成RGB信号的RGB引光阵列系统、光路折射系统、高速数字微镜系统、导光入眼阵列系统和成像控制系统，其中，所述RGB引光阵列系统、光路折射系统、高速数字微镜系统和导光入眼阵列系统由前至后依次排列，以将RGB光学信号通过所述光路折射系统折射至所述高速数字微镜系统，形成RGB视频流；用于将RGB视频流编码成RGB光束形成的光瞳的所述成像控制系统，所述成像控制系统与所述高速数字微镜系统相连，通过所述导光入眼阵列系统将折射后画面经由人的瞳孔投射在视网膜上，其中，所述成像控制系统包括前端处理器、成像控制器和电源模块，其中，所述前端处理器与所述电源模块和所述高速数字微镜系统相连，所述成像控制器与所述前端处理器相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于波导光光瞳成像的近眼显示设备，其特征在于，包括：用于生成RGB信号的RGB引光阵列系统、光路折射系统、高速数字微镜系统、导光入眼阵列系统和成像控制系统，其中，所述RGB引光阵列系统、光路折射系统、高速数字微镜系统和导光入眼阵列系统由前至后依次排列，以将RGB光学信号通过所述光路折射系统折射至所述高速数字微镜系统，形成RGB视频流；用于将RGB视频流编码成RGB光束形成的光瞳的所述成像控制系统，所述成像控制系统与所述高速数字微镜系统相连，通过所述导光入眼阵列系统将折射后画面经由人的瞳孔投射在视网膜上，其中，所述成像控制系统包括前端处理器、成像控制器和电源模块，其中，所述前端处理器与所述电源模块和所述高速数字微镜系统相连，所述成像控制器与所述前端处理器相连。2.如权利要求1所述基于波导光光瞳成像的近眼显示设备，其特征在于，所述RGB引光阵列系统包括：蓝光LED阵列、绿光LED阵列、红光LED阵列、第一至第三准直透镜、第一和第二双色向滤光镜，其中，所述第一至第三准直透镜分别安装于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜晶，张弦，
申请(专利权)人：幻视互动北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11