超大视场头盔显示器光学系统技术方案

技术编号:8489114 阅读:359 留言:0更新日期:2013-03-28 07:39
超大视场头盔显示器光学系统,涉及光学系统和器件设计领域,解决现有头盔显示器系统的结构存在畸变,很难实现大视场,图像单元之间的边界部分融合困难,多个组件的拼接使系统的整体结构过于复杂。并且由于出瞳很小,系统有严重渐晕的问题,包括第一椭球面、第二椭球面、中继光学系统、第三透镜组和OLED屏;所述中继光学系统位于第一椭球面的左焦点处,所述第一椭球面的左焦点与第二椭面的右焦点重合,第三透镜组位于第二椭球面的左焦点处;通过出瞳的平行光经过第一椭球面反射后汇聚到中继光学系统,通过中继光学系统的光经第二椭球面反射后汇聚到第三透镜组,通过第三透镜组后的光在OLED屏上成像;本发明专利技术实现了覆盖人眼视场范围的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学系统和器件设计领域,具体涉及一种运用椭球反射面,衍射面以及自由曲面设计的大视场头盔显示器光学系统,适用于虚拟现实以及娱乐领域。
技术介绍
近年来,虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)头蓝图像显示装置取得了长足的发展,然而全景大视场头盔显示技术的发展面临着技术上的挑战。已经市场化的头盔显示器的视场都是在20° 40°范围内,这远远小于人眼的可视范围。人单眼视场基本上是150° X 120°。由于人的两只眼睛有视场的重叠,因此人两只眼睛总的视场是200° X 120°。虽然人眼最敏感的视场只有6 8度,这区域外视觉灵敏度下降非常剧烈,但是周边视场在虚拟现实系统中扮演着非常重要的作用。周边视场增强了沉浸感,对周围环境感知能力。并且大的周边视场可以减少头部运动要求和搜索时间。为了满足人眼对大视场的需求,世界各国进行了大量的大视场头盔显示器(HMD)的研究,主要结构形式有三种一、采用单一目镜设计,这种结构很难消除畸变,视场也受到透镜尺寸的限制,因此,这种设计很难实现大视场,比如120°,并且分辨率也非常低。二、采用拼接技术,运用多个小视场的单元系统拼接出大视本文档来自技高网...

【技术保护点】
超大视场头盔显示器光学系统,其特征是,该光学系统包括第一椭球面(2)、第二椭球面(10)、中继光学系统、第三透镜组和OLED屏(17);所述中继光学系统位于第一椭球面(2)的左焦点处,所述第一椭球面(2)的左焦点与第二椭面(10)的右焦点重合,第三透镜组位于第二椭球面(10)的左焦点处;通过出瞳的平行光经过第一椭球面(2)反射后汇聚到中继光学系统,通过中继光学系统的光经第二椭球面(10)反射后汇聚到第三透镜组,通过第三透镜组后的光在OLED屏(17)上成像;所述中继光学系统包括第一透镜组和第二透镜组,所述第一透镜组与第二透镜组胶合在一起,第一透镜组中的多个透镜的镜面为标准面,第二透镜组中第一透...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘伟奇杨建明李敏冯睿柳华魏忠伦康玉思张大亮吕伟振孟祥翔
申请(专利权)人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
类型:发明
国别省市:

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