CN209858850U - 一种超多视点近眼显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超多视点近眼显示装置，该装置由点光源、菲涅耳双棱镜、透镜、透射型显示面板和半透半反镜组成，点光源发出的光线经菲涅耳双棱镜折射，形成两个虚拟点光源，折射光线经过透镜会聚，照射透射型显示面板上的两幅视差图像，会聚光线由半透半反镜反射，在空间中构成两个会聚视点，观看者单眼接收两个会聚视点的视差图像，获得超多视点显示效果。真实世界的光线经过半透半反镜透射进入人眼，实现无视线阻挡的近眼显示效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及超多视点和近眼显示技术，特别涉及超多视点近眼显示装置。
背景技术
近年来新兴的AR/VR技术均采用近眼显示结构，即在观看者眼睛的近距离处投影图像，同时通过半透半反镜、平面波导、自由曲面等图像融合器件实现实虚图像的融合显示。目前的近眼显示装置为观看者提供深度线索的方式主要分为两类，一类是通过为双眼分别提供不同的左右视差图像，来获得深度线索；另一类是采用集成成像、全息等真3D显示方式，为观看者提供全真3D图像和丰富的深度线索。前者无法提供单眼深度线索，需要大脑融合获得深度信息，易产生视疲劳；后者显示的3D图像在分辨率、实时等方面还不能满足需求。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型旨在发明一种能提供单眼深度线索且显示性能较好的近眼显示装置。
为此本实用新型提出一种超多视点近眼显示装置，如附图1所示，该装置由点光源、菲涅耳双棱镜、透镜、透射型显示面板和半透半反镜组成，点光源发出的光线经菲涅耳双棱镜折射，形成两个虚拟点光源，折射光线经过透镜会聚，照射透射型显示面板上的两幅视差图像，会聚光线由半透半反镜反射，在空间中构成两个会聚视点，观看者单眼接收两个会聚视点的视差图像，获得超多视点显示效果。
所述点光源P为显示装置提供背光源。
所述菲涅耳双棱镜将点光源发出的光线分为上下两部分光线，上部分光线经菲涅耳双棱镜的上半部分折射形成虚拟点光源P1，下部分光线经菲涅耳双棱镜的下半部分折射形成虚拟点光源P2。
所述透镜位于所述菲涅耳双棱镜后方，对入射的光线产生会聚作用。
所述透射型显示面板分为上下两部分，如附图2所示，透射型显示面板的上部分显示视差图像1，由菲涅耳双棱镜折射的上部分光线照射，透射型显示面板的下部分显示视差图像2，由菲涅耳双棱镜折射的下部分光线照射。
所述半透半反镜对入射光线具有一半透射一半反射的作用。
经由透射型显示面板透射的上下两部分光线在所述半透半反镜上反射，上部分光线形成视点S1，下部分光线形成视点S2，视点S1和S2的间距小于人眼瞳孔尺寸，保证单眼获得两个视点的图像信息，实现超多视点显示。
真实世界的光线经过半透半反镜透射进入人眼，实现无视线阻挡的近眼显示效果。
本实用新型通过菲涅耳双棱镜获得两个虚拟点光源，通过透镜的会聚作用和半透半反镜的反射作用，在人眼瞳孔处产生两个独立视点，实现超多视点近眼显示，为人眼提供更丰富的深度线索，同时通过半透半反镜的透射作用实现真实环境光线的穿透式显示。
附图说明
附图1为本实用新型的一种超多视点近眼显示装置示意图。
附图2为本实用新型装置中透射型显示面板显示的视差图像示意图。
上述附图中的图示标号为：
1 点光源P，2虚拟点光源P1，3虚拟点光源P2，4菲涅耳双棱镜，5透镜，6透射型显示面板，7半透半反镜，8视点S1，9视点S2，10人眼瞳孔，11视差图像1，12视差图像2。
应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
具体实施方式
下面详细说明本实用新型的一种超多视点近眼显示装置的一个典型实施例，对本实用新型进行进一步的具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于本实用新型做进一步的说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本实用新型内容对本实用新型做出一些非本质的改进和调整，仍属于本实用新型的保护范围。
本实用新型提出一种超多视点近眼显示装置，如附图1所示，该装置由点光源、菲涅耳双棱镜、透镜、透射型显示面板和半透半反镜组成，点光源发出的光线经菲涅耳双棱镜折射，形成两个虚拟点光源，折射光线经过透镜会聚，照射透射型显示面板上的两幅视差图像，会聚光线由半透半反镜反射，在空间中构成两个会聚视点，观看者单眼接收两个会聚视点的视差图像，获得超多视点显示效果。
在本实施例中，所述点光源P为LED光源，为显示装置提供背光源。
所述菲涅耳双棱镜将点光源发出的光线分为上下两部分光线，上部分光线经菲涅耳双棱镜的上半部分折射形成虚拟点光源P1，下部分光线经菲涅耳双棱镜的下半部分折射形成虚拟点光源P2。
所述透镜位于所述菲涅耳双棱镜后方，对入射的光线产生会聚作用。
在本实施例中，所述透射型显示面板为液晶面板，分为上下两部分，如附图2所示，透射型显示面板的上部分显示视差图像1，由菲涅耳双棱镜折射的上部分光线照射，透射型显示面板的下部分显示视差图像2，由菲涅耳双棱镜折射的下部分光线照射。
所述半透半反镜对入射光线具有一半透射一半反射的作用。
经由透射型显示面板透射的上下两部分光线在所述半透半反镜上反射，上部分光线形成视点S1，下部分光线形成视点S2，在本实施例中，视点S1和S2的间距为1.5mm，小于人眼瞳孔尺寸，保证单眼获得两个视点的图像信息，实现超多视点显示。
真实世界的光线经过半透半反镜透射进入人眼，实现无视线阻挡的近眼显示效果。
本实用新型通过菲涅耳双棱镜获得两个虚拟点光源，通过透镜的会聚作用和半透半反镜的反射作用，在人眼瞳孔处产生两个独立视点，实现超多视点近眼显示，为人眼提供更丰富的深度线索，同时通过半透半反镜的透射作用实现真实环境光线的穿透式显示。
Claims (3)
1.一种超多视点近眼显示装置，其特征在于，该装置由点光源、菲涅耳双棱镜、透镜、透射型显示面板和半透半反镜组成，点光源发出的光线经菲涅耳双棱镜折射，形成两个虚拟点光源，折射光线经过透镜会聚，照射透射型显示面板上的两幅视差图像，会聚光线由半透半反镜反射，在空间中构成两个会聚视点，观看者单眼接收两个会聚视点的视差图像，获得超多视点显示效果。
2.根据权利要求1所述的一种超多视点近眼显示装置，其特征在于，所述点光源P为显示装置提供背光源；所述菲涅耳双棱镜将点光源发出的光线分为上下两部分光线，上部分光线经菲涅耳双棱镜的上半部分折射形成虚拟点光源P1，下部分光线经菲涅耳双棱镜的下半部分折射形成虚拟点光源P2；所述透镜位于所述菲涅耳双棱镜后方，对入射的光线产生会聚作用；所述透射型显示面板分为上下两部分，透射型显示面板的上部分显示视差图像1，由菲涅耳双棱镜折射的上部分光线照射，透射型显示面板的下部分显示视差图像2，由菲涅耳双棱镜折射的下部分光线照射；所述半透半反镜对入射光线具有一半透射一半反射的作用，经由透射型显示面板透射的上下两部分光线在所述半透半反镜上反射，上部分光线形成视点S1，下部分光线形成视点S2，视点S1和S2的间距小于人眼瞳孔尺寸，保证单眼获得两个视点的图像信息，实现超多视点显示；真实世界的光线经过半透半反镜透射进入人眼，实现无视线阻挡的近眼显示效果。
3.根据权利要求1所述的一种超多视点近眼显示装置，其特征在于，通过菲涅耳双棱镜获得两个虚拟点光源，通过透镜的会聚作用和半透半反镜的反射作用，在人眼瞳孔处产生两个独立视点，实现超多视点近眼显示，为人眼提供更丰富的深度线索，同时通过半透半反镜的透射作用实现真实环境光线的穿透式显示。
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Cited By (2)
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| CN110174767A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-27 | 成都工业学院 | 一种超多视点近眼显示装置 |
| CN112859337A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-05-28 | 上海交通大学 | 一种超多视点显示系统 |
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2019
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