本實用新型涉及虛擬現(xiàn)實領域和增強現(xiàn)實領域,尤其涉及一種近眼顯示系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實設備和增強現(xiàn)實設備。
背景技術:
虛擬現(xiàn)實(英文:Virtual Reality;簡稱:VR)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng),它利用計算機生成一種模擬環(huán)境,通過交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中,為用戶帶來超越真實生活環(huán)境的感官體驗。在視覺方面而言,虛擬現(xiàn)實技術利用計算機設備生成虛擬場景的圖像,并通過光學器件將圖像光線傳遞到人眼,使得用戶能夠在視覺上能夠完全感受該虛擬場景。
增強現(xiàn)實(英文:Augmented Reality;簡稱:AR),是利用虛擬物體或信息對真實場景進行現(xiàn)實增強的技術。增強現(xiàn)實技術通?;跀z像頭等圖像采集設備獲得的真實物理環(huán)境影像,通過計算機系統(tǒng)識別分析及查詢檢索,將與之存在關聯(lián)的文本內(nèi)容、圖像內(nèi)容或圖像模型等虛擬生成的虛擬圖像顯示在真實物理環(huán)境影像中,從而使用戶能夠獲得身處的現(xiàn)實物理環(huán)境中的真實物體的標注、說明等相關擴展信息,或者體驗到現(xiàn)實物理環(huán)境中真實物體的立體的、突出強調(diào)的增強視覺效果。
現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實設備或者增強現(xiàn)實設備一般通過光學透鏡將虛擬圖像的光線會聚到用戶的瞳孔中,對人眼觀察的位置有較嚴格的限制。在用戶的瞳孔位置發(fā)生變化時,例如用戶的眼球轉(zhuǎn)動,或者兩個瞳距不同的用戶先后使用同一個增強現(xiàn)實設備的時候,需要用戶對增強現(xiàn)實設備的瞳距調(diào)節(jié),或者由增強現(xiàn)實設備自動進行瞳距調(diào)節(jié),但目前這兩者的精度都不高,會導致虛擬圖像的光線無法全部進入人眼,從而使得增強現(xiàn)實設備無法向用戶發(fā)送虛擬圖像,或者發(fā)送的虛擬圖像的效果不佳,繼而無法給用戶以良好的增強現(xiàn)實體驗。
因此,現(xiàn)有技術中存在的因增強現(xiàn)實設備對人眼觀察的位置有較嚴格的限制,而導致無法給用戶以良好的增強現(xiàn)實體驗的技術問題。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是提供一種近眼顯示系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實設備和增強現(xiàn)實設備,解決現(xiàn)有技術中存在的因增強現(xiàn)實設備對人眼觀察的位置有較嚴格的限制,而導致無法給用戶以良好的增強現(xiàn)實體驗的技術問題,增加了虛擬現(xiàn)實技術或增強現(xiàn)實技術提供的視場角,使得虛擬現(xiàn)實技術或增強現(xiàn)實技術能夠在視覺上滿足人眼的觀看需求,從而能夠向用戶提供沉浸式的體驗。
為了實現(xiàn)上述實用新型目的,本實用新型實施例第一方面提供了一種近眼顯示系統(tǒng),包括激光光源、分光組件、掃描光纖陣列和第一凹面反射鏡,所述分光組件包括M*N個輸出端,每個輸出端設置有一個光開關,所述掃描光纖陣列包括M*N個光纖束,所述M*N個光纖束與所述M*N個輸出端一一相連,M和N為大于等于2的正整數(shù);
所述激光光源發(fā)出的激光經(jīng)過所述分光組件時,被分成M*N個光束,所述分光組件中處于開啟狀態(tài)的光開關對應的輸出端輸出的光束通過所述掃描光纖陣列后,被所述第一凹面反射鏡反射至人眼。
可選地,所述M*N個光纖束的出射面為曲面。
可選地,所述激光光源包括三色激光生成單元、合光單元、耦合單元和光纖;所述三色激光發(fā)生單元用于發(fā)出三色激光;所述合光單元設置于所述三色激光生成單元的出射光路上,所述合光單元用于對所述三色激光進行合束處理;所述耦合單元設置于所述合光單元的出射光路上,所述耦合單元用于將所述合光單元出射的激光耦合至所述光纖中;所述光纖與所述耦合單元相連,所述光纖用于傳遞所述耦合單元耦合的激光。
可選地,所述分光組件包括1*N型的1個第一光分路器和1*M型的N個第二光分路器,所述第一光分路器的入射端與所述激光光源的出射端相連,所述N個第二光分路器與所述第一光分路器的N個出射端一一相連。
可選地,所述近眼顯示系統(tǒng)包括K個激光光源,所述分光組件包括1*J型的K個第三光分路器和1*M型的N個第二光分路器,所述K個第三光分路器與所述K個激光光源一一相連,所述N個第二光分路器與所述K個第三光分路器對應的N個出射端一一相連,J=N/K,K和J為正整數(shù)。
可選地,所述近眼顯示系統(tǒng)還包括第二凹面反射鏡和平面反射鏡,所述第二凹面反射鏡設置于所述分光組件的出射光路上,所述平面反射鏡設置于所述凹面反射鏡的出射光路上,且所述平面反射鏡設置于所述第一凹面反射鏡的入射光路上。
可選地,所述掃描光纖陣列還包括M*N個二維掃描器,所述M*N個二維掃描器與所述M*N個光纖束一一相連,所述二維掃描器用于控制與之相連的光纖束進行掃描。
本實用新型實施例第二方面提供了一種虛擬現(xiàn)實設備,其特征在于,包括兩套如第一方面提供的近眼顯示系統(tǒng),其中第一套近眼顯示系統(tǒng)出射的光線進入人的左眼,第二套近眼顯示系統(tǒng)出射的光線進入人的右眼。
可選地,所述第一凹面反射鏡為全反射鏡,所述近眼顯示系統(tǒng)還包括擋光結(jié)構(gòu),所述擋光結(jié)構(gòu)設置于所述第一套近眼顯示系統(tǒng)和所述第一套近眼顯示系統(tǒng)的第一凹面反射鏡上遠離人眼的一側(cè)。
本實用新型實施例第三方面提供了一種增強現(xiàn)實設備,包括兩套如第一方面提供的近眼顯示系統(tǒng),其中第一套近眼顯示系統(tǒng)出射的光線進入人的左眼,第二套近眼顯示系統(tǒng)出射的光線進入人的右眼;所述第一套近眼顯示系統(tǒng)和所述第一套近眼顯示系統(tǒng)的第一凹面反射鏡為可透可反鏡,外界環(huán)境光線通過所述第一套近眼顯示系統(tǒng)的第一凹面反射鏡進入人的左眼,并通過所述第二套近眼顯示系統(tǒng)的第一凹面反射鏡進入人的右眼。
本實用新型實施例中的一個或者多個技術方案,至少具有如下技術效果或者優(yōu)點:
1、由于激光光源發(fā)出的激光經(jīng)過分光組件的M*N個輸出端后,再經(jīng)過M*N個光纖束后被第一凹面反射鏡反射至人眼,每個光纖束輸出的光束為一個圓錐形,隨著光路的增加,光束的寬度會不斷增加,從而能夠增加近眼顯示系統(tǒng)的出瞳直徑,所以與單一光學透鏡的出瞳相比,本方案提供的出瞳明顯增大,從而減少或者避免了對人眼觀察的位置的嚴格限制,進而擴大了虛擬現(xiàn)實設備或增強現(xiàn)實設備的適用人群,并且無需用戶對虛擬現(xiàn)實設備或增強現(xiàn)實設備進行瞳距調(diào)節(jié),也避免了用戶因調(diào)節(jié)結(jié)果不精確導致無法獲得良好的虛擬現(xiàn)實體驗或增強現(xiàn)實體驗的缺陷。
2、由于掃描光纖陣列還包括M*N個二維掃描器,并通過二維掃描器控制與之相連的光纖束進行掃描,所以能夠提供分辨率更高的虛擬圖像,從而向用戶提供更細膩、更清晰的視覺體驗。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖:
圖1為激光掃描視網(wǎng)膜成像的原理圖;
圖2為本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)的第一種實現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實施例提供的激光光源的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4A和圖4B為本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)中分光組件的兩種實現(xiàn)方式的示意圖;
圖5為本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)的第二種實現(xiàn)方式的示意圖;
圖6是本實施例提供的掃描光纖陣列中二維掃描器與光纖束相連的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7為本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)應用于虛擬現(xiàn)實設備的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8為本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)應用于增強現(xiàn)實設備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?,本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
在介紹本實用新型實施例中的技術方案之前,先介紹一下激光掃描成像的技術原理,請參考圖1,圖1為激光掃描視網(wǎng)膜成像的原理圖,如圖1所示,101為激光發(fā)生器,102為二維掃描裝置,103為人眼的視網(wǎng)膜。
為方便介紹,以成像的圖像的分辨率為5*5為例,在二維掃描裝置當前的方向?qū)拾咨南袼攸c時,激光發(fā)生器發(fā)出白色的激光,并通過二維掃描裝置偏轉(zhuǎn)并反射至該像素點,即實現(xiàn)了對該像素點的掃描;在二維掃描裝置的下一個位置,若二維掃描裝置的方向?qū)屎谏南袼攸c時,激光發(fā)生器發(fā)出對應的黑色的激光,通過二維掃描裝置偏轉(zhuǎn)并反射至該像素點,或者不發(fā)出激光,即實現(xiàn)了對該像素點的掃描,以此類推,即能夠?qū)崿F(xiàn)整個圖像的掃描,這樣,通過人眼的視覺暫留現(xiàn)象,就能夠在人眼的視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)出一幅完整的圖像,如圖1所示,最后能夠在人眼中形成一個漢字“王”。在實際應用中,通過激光發(fā)生器發(fā)出不同顏色的激光,例如可以通過耦合多個單色激光的方式來發(fā)出不同顏色的激光,并且完整地掃描出待顯示的圖像,從而能夠在人眼中形成豐富多彩的圖像,在此就不再贅述了。
需要說明的是,黑色的激光是指在預設的顏色編碼模式下對應的編碼值,例如,在RGB顏色模式下,黑色的RGB值為(0,0,0)。
請參考圖2,圖2為本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)的第一種實現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖2所示,該近眼顯示系統(tǒng)包括激光光源261、分光組件262、掃描光纖陣列263和第一凹面反射鏡264,分光組件262包括M*N個輸出端,每個輸出端設置有一個光開關,掃描光纖陣列263包括M*N個光纖束,M*N個輸出端與M*N個光纖束一一相連,M和N為大于等于2的正整數(shù);每個光纖束輸出的光束為一個圓錐形,隨著光路的增加,光束的寬度會不斷增加,從而能夠增加近眼顯示系統(tǒng)的出瞳直徑,使得近眼顯示系統(tǒng)輸出的光線能夠在更大的范圍上進入眼睛的瞳孔中;
如圖2所示,激光光源261發(fā)出的激光經(jīng)過分光組件262后,被分成M*N個光束,分光組件262中處于開啟狀態(tài)的光開關對應的輸出端輸出的光束通過掃描光纖陣列263后,被第一凹面反射鏡反射至人眼。
可以看出,由于激光光源261發(fā)出的激光經(jīng)過分光組件262的M*N個輸出端后,再經(jīng)過M*N個光纖束后被第一凹面反射鏡反射至人眼,每個光纖束輸出的光束為一個圓錐形,隨著光路的增加,光束的寬度會不斷增加,從而能夠增加近眼顯示系統(tǒng)的出瞳直徑,所以與單一光學透鏡的出瞳相比,本方案提供的出瞳明顯增大,從而減少或者避免了對人眼觀察的位置的嚴格限制,進而擴大了虛擬現(xiàn)實設備或增強現(xiàn)實設備的適用人群,并且無需用戶對虛擬現(xiàn)實設備或增強現(xiàn)實設備進行瞳距調(diào)節(jié),也避免了用戶因調(diào)節(jié)結(jié)果不精確導致無法獲得良好的虛擬現(xiàn)實體驗或增強現(xiàn)實體驗的缺陷。
在具體實施過程中,為了避免近眼顯示系統(tǒng)因保證光束寬度而帶來的體積增大,所以光纖束的出射端面可以為曲面,提高光纖束的數(shù)值孔徑,從而能夠在短距離的條件下使得光束達到所需的寬度,并且能夠增大近眼顯示系統(tǒng)的出瞳。
在具體實施過程中,激光光源261包括三色激光生成單元、合光單元、耦合單元和光纖;三色激光發(fā)生單元用于發(fā)出三色激光;合光單元設置于三色激光生成單元的出射光路上,合光單元用于對三色激光進行合束處理;耦合單元設置于合光單元的出射光路上,耦合單元用于將合光單元出射的激光耦合至光纖中;光纖與耦合單元相連,光纖用于傳遞耦合單元耦合的激光。
請參考圖3,圖3為本實施例提供的激光光源261的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖3所示,激光光源261可以包括紅色發(fā)光單元2011、綠色發(fā)光單元2012、藍色發(fā)光單元2013,以及第一濾波片2014和第二濾波片2015,第一濾波片2014能夠反射紅色光線且透射藍色光線和綠色光線,第二濾波片2015能夠反射藍色光線且透射綠色光線,這樣,通過第一濾波片2014和第二濾波片2015,即能夠?qū)⒓t色發(fā)光單元2011、藍色發(fā)光單元2012和綠色發(fā)光單元2013各自生成的光線耦合到一起,同時,通過分別控制紅色發(fā)光單元2011、藍色發(fā)光單元2012和綠色發(fā)光單元2013輸出的能量,即能夠控制耦合后的光線的顏色。
在具體實施過程中,可以在第一濾波片2014和第二濾波片2015上鍍上選用二氧化硅(化學式:SiO2)和五氧化二鉭(化學式:Ta2O5)等材料形成的薄膜,使得第一濾波片2014能夠反射紅色激光且透射藍色激光和綠色激光,且第二濾波片2015能夠反射藍色激光且透射綠色激光,在此就不再贅述了。
在具體實施過程中,每一個發(fā)光單元都可以采用對應的發(fā)光二極管或者半導體激光器發(fā)出對應的光線,例如砷化鎵二極管能夠發(fā)出紅光,磷化鎵二極管能夠發(fā)出綠光,氮化鎵二極管能夠發(fā)出藍光,等等。在另一實施例中,激光光源261中各個發(fā)生單元的顏色可以根據(jù)實際需要進行設置,以滿足實際情況的需要,在此不做限制。
請繼續(xù)參考圖3,在本實施例中,激光光源261還包括光纖耦合組件2016和光纖2017,光纖耦合組件2016用于將發(fā)光二極管光源或半導體激光器光源發(fā)出的光線耦合后至光纖2017中。
在具體實施過程中,請參考圖4A,圖4A為本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)中分光組件262的第一種實現(xiàn)方式的示意圖,如圖4A所示,分光組件262包括1*N型的1個第一光分路器2621和1*M型的N個第二光分路器2622,第一光分路器2621的入射端與激光光源261的出射端相連,N個第二光分路器2622與第一光分路器2621的N個出射端一一相連,這樣,分光組件262即具有了M*N個光纖束。
需要說明的是,1*N型是指該光分路器具有1個入口,N個出口,后續(xù)1*M型或1*J型保持一致,在此就不再贅述了。
在具體實施過程中,請參考圖4B,圖4B為本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)中分光組件262的第二種實現(xiàn)方式的示意圖,如圖4B所示,激光光源261包括K個出射端,分光組件262包括1*J型的K個第三光分路器2623和1*M型的N個第二光分路器,K個第三光分路器2623與K個出射端一一相連,N個第二光分路器與K個第三光分路器2623對應的N個出射端一一相連,J=N/K,J為正整數(shù),K為大于等于2的正整數(shù)。
分光組件262采用圖4B所示的第二種實現(xiàn)方式,能夠減少分光組件262分光的層次,避免了近眼顯示系統(tǒng)的體積增大,當然,可以預見的是,在這一方式下,由于激光光源261增加了輸出端,例如通過多增加幾個激光發(fā)生器的方式,所以成本會在一定程度上增加,在此就不再贅述了。
在實際應用中,由光分路器的原理可知,以1*N型的第一光分路器為例,1束光進入光分路器后,每次只能夠被分為兩束,這樣依次分下去,最后獲得N束,層次較多,體積較大,這樣,通過將激光光源261的出射端的數(shù)量設置為大于等于2個,分光組件262采用圖4B所示的第二種實現(xiàn)方式,則能夠明顯減少分光組件262所占用的體積,使得近眼顯示系統(tǒng)能夠滿足“輕薄”的要求。
在本實施例中,由于近眼顯示系統(tǒng)中的分光組件262具有M*N個出射端,也即其能夠提供的虛擬圖像的分辨率為M*N,也即其提供的每幀虛擬圖像包括M*N個像素點,這樣,在向用戶提供虛擬圖像的時候,以近眼顯示系統(tǒng)包括一個激光光源261為例,第一種方式可以利用光開關,依次控制M*N個出射端發(fā)出對應的光束,這樣,即完成了M*N個像素點的掃描,第二種方式可以利用光開關,控制虛擬圖像上相同顏色的像素點對應的出射端輸出對應的光束,直到虛擬圖像上所有的像素點顯示完成,這樣也完成了M*N個像素點的掃描,通過這兩種掃描方式,根據(jù)人眼的暫留效應,用戶都能夠看到近眼顯示系統(tǒng)展示的虛擬圖像。與第一種方式相比,第二種方式能夠在更短的時間內(nèi)完成對M*N個像素點的掃描,相當于提高了近眼顯示系統(tǒng)的刷新率。
當然,在近眼顯示系統(tǒng)包括多個激光光源261時,每個激光光源261只對應分光組件262中M*N個出射端的一部分,這樣,在保持激光光源261的發(fā)光頻率不變的情況下,能夠比上述的第二種方式在更短的時間內(nèi)完成對M*N個像素點的掃描,相當于進一步提高了近眼顯示系統(tǒng)的刷新率。
在實際應用中,本領域所屬的技術人員能夠根據(jù)實際情況,選擇合適的方式來完成M*N個像素點的掃描,以滿足實際情況的需要,在此就不再贅述了。
在具體實施過程中,請繼續(xù)參考圖5,圖5為本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)的第二種實現(xiàn)方式的示意圖,如圖5所示,近眼顯示系統(tǒng)還包括第二凹面反射鏡265和平面反射鏡266,第二凹面反射鏡265設置于分光組件262的出射光路上,平面反射鏡266設置于凹面反射鏡的出射光路上,且平面反射鏡設置于第一凹面反射鏡264的入射光路上。
可以看出,圖5所示的第二種實現(xiàn)方式通過反射的方式增加了光路,使得近眼顯示系統(tǒng)的出瞳直徑進一步增大,也使得近眼顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加多樣,從而能夠適用于更多的應用場景,在此就不再贅述了。
當然,在其他實施例中,本領域所屬的技術人員還能夠根據(jù)本實施例的介紹,采用其他合適的結(jié)構(gòu)來增加光路,以滿足實際情況的需要,在此就不再贅述了。
在具體實施過程中,本實施例中掃描光纖陣列還包括M*N個二維掃描器,M*N個二維掃描器與M*N個光纖束一一相連,請參考圖6,圖6是本實施例提供的掃描光纖陣列263中二維掃描器與光纖束相連的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖6所示,該掃描光纖陣列263中光纖束2631設置在二維掃描器2632中,二維掃描器2632即能夠控制與之相連的光纖束2631進行掃描。在這樣的情況下,將掃描光纖陣列263中M*N個光纖束2631之間的距離設置為合適的數(shù)值,再通過二維掃描器2632控制與之相連的光纖束2631進行掃描,即能夠提供分辨率更高的虛擬圖像,從而向用戶提供更細膩、更清晰的視覺體驗,例如,每個二維掃描器2632能夠控制與之相連的光纖束2631進行3*3這樣一個矩陣的掃描,則近眼顯示系統(tǒng)提供的虛擬圖像的最大分辨率為3M*3N,在此就不再贅述了。
當然,在實際應用中,如圖6所示,掃描光線陣列還包括準直鏡組2633和封裝殼體2634,準直鏡組2633設置于光纖束2631的出射端,準直鏡組2633用于對光纖束2631出射的激光進行準直處理,封裝殼體2634的空腔用于容置光纖束2631、二維掃描器2632和準直鏡組2633,在此就不再贅述了。
在實際應用中,二維掃描器2632例如可以是鋯鈦酸鉛壓電陶瓷(又稱為PZT壓電陶瓷)等等,在此不做限制。
通過上述部分可以看出,由于激光光源261發(fā)出的激光經(jīng)過分光組件262的M*N個輸出端后,再經(jīng)過M*N個光纖束后被第一凹面反射鏡反射至人眼,每個光纖束輸出的光束為一個圓錐形,隨著光路的增加,光束的寬度會不斷增加,從而能夠增加近眼顯示系統(tǒng)的出瞳直徑,所以與單一光學透鏡的出瞳相比,本方案提供的出瞳明顯增大,從而減少或者避免了對人眼觀察的位置的嚴格限制,進而擴大了虛擬現(xiàn)實設備或增強現(xiàn)實設備的適用人群,并且無需用戶對虛擬現(xiàn)實設備或增強現(xiàn)實設備進行瞳距調(diào)節(jié),也避免了用戶因調(diào)節(jié)結(jié)果不精確導致無法獲得良好的虛擬現(xiàn)實體驗或增強現(xiàn)實體驗的缺陷。
進一步地,由于掃描光纖陣列還包括M*N個二維掃描器,并通過二維掃描器2632控制與之相連的光纖束2631進行掃描,所以能夠提供分辨率更高的虛擬圖像,從而向用戶提供更細膩、更清晰的視覺體驗。
在實際應用中,實施例六提供的近眼顯示系統(tǒng)能夠應用于虛擬現(xiàn)實設備或增強現(xiàn)實設備上,在接下來的部分中,將介紹將近眼顯示系統(tǒng)應用于虛擬現(xiàn)實設備或增強現(xiàn)實設備的具體實現(xiàn)過程。
首先,介紹將本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)應用于虛擬現(xiàn)實設備的具體實現(xiàn)過程。
請參考圖7,圖7為本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)應用于虛擬現(xiàn)實設備的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖7所示,該虛擬現(xiàn)實設備包括兩套如前述部分介紹的近眼顯示系統(tǒng),其中第一套近眼顯示系統(tǒng)291出射的光線進入人的左眼,第二套近眼顯示系統(tǒng)292出射的光線進入人的右眼,這樣,就能夠向用戶提供虛擬現(xiàn)實的內(nèi)容,例如可以是場景展示、視頻、游戲內(nèi)容等等,在此就不再贅述了。
當然了,通過第一套近眼顯示系統(tǒng)291和第二套近眼顯示系統(tǒng)292在同一時間顯示的兩幀圖像,可以是具有一定視差的圖像,這樣,向用戶提供的虛擬現(xiàn)實的內(nèi)容具有3D效果,能夠提高用戶體驗。
在具體實施過程中,為了保證虛擬現(xiàn)實設備的用戶體驗,需要避免外界環(huán)境光線的干擾,在本實施例中,第一套近眼顯示系統(tǒng)291和第二套近眼顯示系統(tǒng)292中的第一凹面反射鏡為全反射鏡,例如可以是在第一凹面反射鏡上遠離人眼的一側(cè)涂覆的全反射膜層,全反射膜層例如可以是由鋁、銀、金或銅等組成的金屬膜,也可以說由一氧化硅、氟化鎂、二氧化硅或三氧化二鋁等組成的電解質(zhì)膜層,或者是二者的結(jié)合,在此不做限制。
同時,虛擬現(xiàn)實設備還包括擋光結(jié)構(gòu)293,擋光結(jié)構(gòu)293設置于第一套近眼顯示系統(tǒng)291和第二套近眼顯示系統(tǒng)292的水平擴展波導上遠離人眼的一側(cè)。在實際應用中,擋光結(jié)構(gòu)可擋光片等結(jié)構(gòu),在此就不再贅述了。
在實際應用中,還可以將虛擬現(xiàn)實設備中的近眼顯示系統(tǒng)設置在不透光的外殼中,也能夠?qū)崿F(xiàn)避免外界環(huán)境光線的干擾的效果,在此就不再贅述了。
在實際使用本實施例提供的虛擬現(xiàn)實設備的過程中,由于第一套近眼顯示系統(tǒng)291和第二套近眼顯示系統(tǒng)292提供的出瞳直徑都較大,所以減少或者避免了對人眼觀察的位置的嚴格限制,進而擴大了虛擬現(xiàn)實設備的適用人群,并且無需用戶對虛擬現(xiàn)實設備進行瞳距調(diào)節(jié),也避免了用戶因調(diào)節(jié)結(jié)果不精確導致無法獲得良好的虛擬現(xiàn)實體驗的缺陷。
然后,在通過上述部分,介紹完本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)應用于虛擬現(xiàn)實設備的具體實現(xiàn)過程之后,在接下來部分中,將介紹本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)應用于增強現(xiàn)實設備的具體實現(xiàn)過程。
請參考圖8,圖8為本實施例提供的近眼顯示系統(tǒng)應用于增強現(xiàn)實設備的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖8所示,該增強現(xiàn)實設備包括兩套如本實施例介紹的近眼顯示系統(tǒng),其中第一套近眼顯示系統(tǒng)301出射的光線進入人的左眼,第二套近眼顯示系統(tǒng)302出射的光線進入人的右眼;外界環(huán)境光線通過第一套近眼顯示系統(tǒng)301的第一凹面反射鏡進入人的左眼,并通過第二套近眼顯示系統(tǒng)302的第一凹面反射鏡進入人的右眼,這樣,近眼顯示系統(tǒng)提供的圖像和外界環(huán)境光線形成的圖像就疊加在一起,從而能夠向用戶提供增強現(xiàn)實的內(nèi)容,例如可以是導航信息、對外界環(huán)境中事物的標注信息等等,在此就不再贅述了。
在實際使用本實施例提供的增強現(xiàn)實設備的過程中,由于第一套近眼顯示系統(tǒng)301和第二套近眼顯示系統(tǒng)302提供的出瞳直徑都較大,所以減少或者避免了對人眼觀察的位置的嚴格限制,進而擴大了虛擬現(xiàn)實設備的適用人群,并且無需用戶對增強現(xiàn)實設備進行瞳距調(diào)節(jié),也避免了用戶因調(diào)節(jié)結(jié)果不精確導致無法獲得良好的增強現(xiàn)實體驗的缺陷。
本實用新型實施例中的一個或者多個技術方案,至少具有如下技術效果或者優(yōu)點:
1、由于激光光源發(fā)出的激光經(jīng)過分光組件的M*N個輸出端后,再經(jīng)過M*N個光纖束后被第一凹面反射鏡反射至人眼,每個光纖束輸出的光束為一個圓錐形,隨著光路的增加,光束的寬度會不斷增加,從而能夠增加近眼顯示系統(tǒng)的出瞳直徑,所以與單一光學透鏡的出瞳相比,本方案提供的出瞳明顯增大,從而減少或者避免了對人眼觀察的位置的嚴格限制,進而擴大了虛擬現(xiàn)實設備或增強現(xiàn)實設備的適用人群,并且無需用戶對虛擬現(xiàn)實設備或增強現(xiàn)實設備進行瞳距調(diào)節(jié),也避免了用戶因調(diào)節(jié)結(jié)果不精確導致無法獲得良好的虛擬現(xiàn)實體驗或增強現(xiàn)實體驗的缺陷。
2、由于掃描光纖陣列還包括M*N個二維掃描器,并通過二維掃描器控制與之相連的光纖束進行掃描,所以能夠提供分辨率更高的虛擬圖像,從而向用戶提供更細膩、更清晰的視覺體驗。
本說明書中公開的所有特征,或公開的所有方法或過程中的步驟,除了互相排斥的特征和/或步驟以外,均可以以任何方式組合。
本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征,除非特別敘述,均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即,除非特別敘述,每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
本實用新型并不局限于前述的具體實施方式。本實用新型擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合,以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。