一种单图像源双目近眼显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像显示技术领域，具体涉及一种单图像源双目近眼显示装置。
【背景技术】
[0002] 近眼显示装置也称为头戴式显示器，应用于军事、科研、教育、训练、商业展览、医 疗、娱乐等领域。随着虚拟现实技术和增强虚拟现实技术的快速发展，近眼显示装置的需求 越来越高。近眼显示装置要长期戴在头部，应该便于佩戴和携带。因此对于显示器件的微 型化、便携化和高性能的要求越来越突出。基于时序的快门式双目近眼显示装置，其显示屏 分时显示左右图像，并通过同步信号发射器以及同步信号接收器控制液晶快门眼镜，使得 显示屏显示左（右）眼图像时左（右）眼镜片透光而右（左）眼镜片不透光，其主要特点 是要求显示器的帧频为普通显示器的两倍。
[0003] -般近眼显示装置多为单目式或两侧对称式双目（双图像源），其不足在于：单目 显示由于两眼接收到的图像不一致，容易造成视觉疲劳；而两侧对称式双目两侧分别独立 包含一套显示系统，导致整个显示装置重量较重，且价格昂贵。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种单图像源双目近 眼显示装置，克服现有技术单目式近眼显示装置容易造成视觉疲劳，两侧对称式双目近眼 显示装置重量较重，且价格昂贵的缺陷。
[0005] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
[0006] 一种单图像源双目近眼显示装置，包括透镜组、第一半透半反平面镜、第一平面反 射镜、第二平面反射镜、第二半透半反平面镜、第一凹面反射镜和第一快门，光线通过所述 透镜组后，经第一半透半反平面镜反射至第一平面反射镜，经第一平面反射镜反射至第二 平面反射镜，经第二平面反射镜反射至第二半透半反平面镜，所述光线透过第二半透半反 平面镜后到达第一凹面反射镜，经第一凹面反射镜反射至第二半透半反平面镜，然后经第 二半透半反平面镜反射至第一快门；
[0007] 还包括第三平面反射镜、第三半透半反平面镜、第二凹面反射镜和第二快门，光线 通过所述透镜组和第一半透半反平面镜后，经第三平面反射镜反射至第三半透半反平面 镜，透过第三半透半反平面镜后到达第二凹面反射镜，经第二凹面反射镜反射至第三半透 半反平面镜，然后经第三半透半反平面镜反射至第二快门。
[0008] 根据本发明的具体实施例，第一快门和第二快门设为液晶快门。
[0009] 根据本发明的具体实施例，所述透镜组包括一棱镜，所述棱镜之后设置有透镜和 胶合镜。
[0010] 根据本发明的具体实施例，调整瞳距时，第一半透半反平面镜和第一平面反射镜 静止不动，将位于第一半透半反平面镜和第一平面反射镜两侧的第二平面反射镜、第二半 透半反平面镜、第一凹面反射镜、第一快门为一组，第三平面反射镜、第三半透半反平面镜、 第二凹面反射镜、第二快门为另一组，整体向内或者向外等距离移动。
[0011] 根据本发明的具体实施例，第一凹面反射镜和第二凹面反射镜设为偶次非球面 镜。
[0012] 实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：（1)本发明单图像源双目近眼显示 装置仅包含一个图像源，结构紧凑，重量轻，更有利于开发成头戴式设备；（2)本发明单图 像源双目近眼显示装置既可作为普通双目显示装置，又可作为双目立体显示装置；（3)本 发明单图像源双目近眼显示装置具有较大视场；（4)由于不同的使用者左右眼间距存在差 异，本发明单图像源双目近眼显示装置通过调节第一半透半反平面镜、第三平面反射镜的 距离，以及第一平面反射镜、第二平面反射镜的距离可以使光路整体左右移动，从而调节左 右眼间距，以适应不同使用者；（5)本发明单图像源双目近眼显示装置能耗低、价格低，更 有利于被大众接受。
【附图说明】
[0013] 下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会 更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义 上的限制，在附图中：
[0014] 图1为本发明单图像源双目近眼显示装置示意图；
[0015] 图2为本发明透镜组示意图；
[0016] 图3为本发明模量传输函数MTF示意图。
【具体实施方式】
[0017] 如图1、图2和图3所示，本发明单图像源双目近眼显示装置，包括透镜组11、第一 半透半反平面镜12、第一平面反射镜13、第二平面反射镜14、第二半透半反平面镜15、第一 凹面反射镜16和第一快门17,光线通过透镜组11后，经第一半透半反平面镜12反射至第 一平面反射镜13,经第一平面反射镜13反射至第二平面反射镜14,经第二平面反射镜14 反射至第二半透半反平面镜15,光线透过第二半透半反平面镜15后到达第一凹面反射镜 16,经第一凹面反射镜16反射至第二半透半反平面镜15,然后经第二半透半反平面镜15反 射至第一快门17 ;还包括第三平面反射镜18、第三半透半反平面镜19、第二凹面反射镜20 和第二快门21，光线通过透镜组11和第一半透半反平面镜12后，经第三平面反射镜18反 射至第三半透半反平面镜19,透过第三半透半反平面镜19后到达第二凹面反射镜20,经第 二凹面反射镜20反射至第三半透半反平面镜19,然后经第三半透半反平面镜19反射至第 二快门21。根据本发明的具体实施例，第一快门17和第二快门21设为液晶快门。调整瞳 距时，第一半透半反平面镜12和第一平面反射镜13静止不动，将位于第一半透半反平面镜 12和第一平面反射镜13两侧的第二平面反射镜14、第二半透半反平面镜15、第一凹面反射 镜16、第一快门17为一组17,第三平面反射镜18、第三半透半反平面镜19、第二凹面反射 镜20、第二快门21为另一组，整体向内或者向外等距离移动。
[0018] 1.如图1所示，本发明提出单图像源双目近眼显示装置，能够实现近眼显示。包含 照明装置的图像源10发出的光线，依次通过本装置的透镜组11、半透半反镜12、平面反射 镜18、半透半反平面镜19、凹面反射镜20、半透半反镜19、液晶快门21到达观看者的左眼， 包含照明装置的图像源10发出的光线，依次通过本装置的透镜组11、半透半反镜12、平面 反射镜13、平面反射镜14、半透半反平面镜15、凹面反射镜16、半透半反镜15、液晶快门17 到达观看者的右眼。其中左眼的视线22与右眼的视线23平行。
[0019] 2.眼睛与装置其余部件之间距离大于10mm。
[0020] 3.半透半反平面镜的一面镀有半透半反膜。
[0021] 4.凹面反射镜凹面镀有全反射膜。
[0022] 5.图像源10的类型包括带照明装置的IXD显示屏、数字微镜芯片DMD(Digital Micromirror Devices)、液晶覆娃 LCOS(liquid crystal on silicon)等。
[0023] 6.调整瞳距时，第一半透半反平面镜12和第一平面反射镜13静止不动，将位于第 一半透半反平面镜12和第一平面反射镜13两侧的第二平面反射镜14、第二半透半反平面 镜15、第一凹面反射镜16、第一快门17为一组，第三平面反射镜18、第三半透半反平面镜 19、第二凹面反射镜20、第二快门21为另一组，整体向内或者向外等距离移动，以适应不同 使用者。
[0024] 本发明具体实施例光路参数如表1所示。
[0025] 表 1
【主权项】
1. 一种单图像源双目近眼显示装置，其特征在于：包括透镜组、第一半透半反平面镜、 第一平面反射镜、第二平面反射镜、第二半透半反平面镜、第一凹面反射镜和第一快门，光 线通过所述透镜组后，经第一半透半反平面镜反射至第一平面反射镜，经第一平面反射镜 反射至第二平面反射镜，经第二平面反射镜反射至第二半透半反平面镜，所述光线透过第 二半透半反平面镜后到达第一凹面反射镜，经第一凹面反射镜反射至第二半透半反平面 镜，然后经第二半透半反平面镜反射至第一快门； 还包括第三平面反射镜、第三半透半反平面镜、第二凹面反射镜和第二快门，光线通过 所述透镜组和第一半透半反平面镜后，经第三平面反射镜反射至第三半透半反平面镜，透 过第三半透半反平面镜后到达第二凹面反射镜，经第二凹面反射镜反射至第三半透半反平 面镜，然后经第三半透半反平面镜反射至第二快门。
2. 根据权利要求1所述的单图像源双目近眼显示装置，其特征在于：第一快门和第二 快门设为液晶快门。
3. 根据权利要求1所述的单图像源双目近眼显示装置，其特征在于：所述透镜组包括 一棱镜，所述棱镜之后设置有透镜和胶合镜。
4. 根据权利要求1所述的单图像源双目近眼显示装置，其特征在于：调整瞳距时，第一 半透半反平面镜和第一平面反射镜静止不动，将位于第一半透半反平面镜和第一平面反射 镜两侧的第二平面反射镜、第二半透半反平面镜、第一凹面反射镜、第一快门为一组，第三 平面反射镜、第三半透半反平面镜、第二凹面反射镜、第二快门为另一组，整体向内或者向 外等距离移动。
5. 根据权利要求1所述的单图像源双目近眼显示装置，其特征在于：第一凹面反射镜 和第二凹面反射镜设为偶次非球面镜。
【专利摘要】本发明公开了一种单图像源双目近眼显示装置，包括透镜组、第一半透半反平面镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、第二半透半反平面镜、第一凹面反射镜和第一快门，光线通过透镜组后，经第一半透半反平面镜反射至第一平面反射镜，经第一平面反射镜反射至第二平面反射镜，经第二平面反射镜反射至第二半透半反平面镜，光线透过第二半透半反平面镜后到达第一凹面反射镜，经第一凹面反射镜反射至第二半透半反平面镜，然后经第二半透半反平面镜反射至第一快门；还包括第三平面反射镜、第三半透半反平面镜、第二凹面反射镜和第二快门。
【IPC分类】G02B27-22, G02B27-01
【公开号】CN104635341
【申请号】CN201510072566
【发明人】程炎, 王凡, 朱青, 程发超
【申请人】深圳市安华光电技术有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月11日