用于增強現實顯示的交互頭戴顯示設備制造技術

本實用新型專利技術的目的在于提供用于增強現實顯示的交互頭戴顯示設備，該裝置具有雙目、大視場、光照效率高的特點。為解決上述技術問題，本實用新型專利技術通過以下方案來實現：一種用于增強現實顯示的交互頭戴顯示設備包括:圖像采集裝置、微處理器、照明裝置、圖形顯示裝置、擴束裝置、偏振分光裝置、雙目波導顯示裝置；圖像采集裝置包括左眼攝像頭、右眼攝像頭；雙目波導顯示裝置包括左眼視覺導光面；右眼視覺導光面；左眼薄膜陣列；右眼薄膜陣列；雙目波導；左眼吸光片；右眼吸光片。

【技術實現步驟摘要】
用于增強現實顯示的交互頭戴顯示設備
本技術涉及增強現實領域，特別是一種基于薄膜陣列的光波導擴展現用于增強現實顯示的交互頭戴顯示設備。
技術介紹
頭戴顯示器是集光電子、微電子、精密機械以及信號處理于一身的一種全新現代顯示技術。在軍事作戰、城市反恐、臨床醫療等領域有著廣泛的應用前景。現有技術US6747611B1于2004年技術，使用棱鏡作為頭戴顯示光學裝置，可以實現增強現實的目的。其缺點為棱鏡厚度很厚，單目視場角很小，不利于實際使用。現有技術PCT817033103822于2003年技術，使用LED與反射鏡進行反射，可以實現照明。其缺點在于裝置復雜、無法將入射光全部偏振化，能量利用率很低。現有技術US20080285140A1與2008年技術，使用波導技術進行光線傳輸控制。其缺點在于使用雙目結構需要兩套顯示裝置、光照裝置，導致頭戴顯示裝置較重
技術實現思路
本技術的目的在于提供用于增強現實顯示的交互頭戴顯示設備，該裝置具有雙目顯示、大視場、光照效率高、顯示效果清晰等特點。為解決上述技術問題，本技術通過以下方案來實現：一種用于增強現實顯示的交互頭戴顯示設備包括:圖像采集裝置、微處理器、照明裝置、圖形顯示裝置、擴束裝置、偏振分光裝置、雙目波導顯示裝置；圖像采集裝置包括左眼攝像頭、右眼攝像頭；雙目波導顯示裝置包括左眼視覺導光面；右眼視覺導光面；左眼薄膜陣列；右眼薄膜陣列；雙目波導；左眼吸光片；右眼吸光片；優選的、所述雙目波導顯示裝置外部設置有連接結構用于安裝圖像顯示裝置；所述圖像采集裝置通過視頻線路連接到微處理器；所述微處理器連接圖形顯示裝置；所述圖形顯示裝置的圖像出光面前方設置有偏振分光裝置；所述照明裝置的光線射入偏振分光裝置，所述偏振分光裝置一端設置有擴束裝置；所述擴束裝置的出光面前設置有雙目波導顯示裝置，并將矯正后的光影像經左眼視覺導光面；右眼視覺導光面，分別向雙目波導顯示裝置兩端傳送；所述照明裝置實現出射全偏振的s偏振光；所述圖形顯示裝置為LCOS顯示屏，LCOS顯示屏上顯示經微處理器分為等面積兩部分顯示，顯示內容完全一致；所述雙目波導顯示裝置延中軸線對稱設置有左、右眼傳送及顯示結構；其左眼傳送及顯示結構排布為左眼視覺導光面、雙目波導、左眼薄膜陣列、雙目波導、左眼吸光片；其右眼傳送及顯示結構排布為右眼視覺導光面、雙目波導、右眼薄膜陣列、雙目波導、右眼吸光片；所述雙目波導顯示裝置兩底端分別設置有左眼吸光片,右眼吸光片。優選的、所述左眼視覺導光面為基于全反射原理的反射鏡或者基于全息光學的全息光學元件實現；所述左眼視覺導光面設置在雙目波導顯示裝置內，左眼視覺導光面與經擴束裝置內的光影圖像傳播方向設置有一定夾角，其夾角的大小與光影圖像的傳播路徑相關聯；所述右眼視覺導光面與左眼視覺導光面材料相一致；所述右眼視覺導光面與左眼視覺導光面延雙目波導顯示裝置中心軸對稱設置。優選的、所述左眼薄膜陣列由兩個或兩個以上的薄膜平行疊加而成的層疊的薄膜組；所述薄膜為多層納米級膜系加工制作，其工藝在于一個薄膜在加工時對每一層薄膜的厚度和折射率進行實時測量，將前面沉積的薄膜所產生的誤差通過膜厚監控系統控制即將要沉積的薄膜的厚度來進行修正，通過物理沉積、化學沉積工藝將薄膜制備薄膜；所述左眼薄膜陣列按照一定角度鍍在傾斜放置的透明介質基板上，以保證在設計視場角內形成連續無間斷無重影的光影像成像區域；所述左眼薄膜陣列與右眼薄膜陣列的材料相一致；所述左眼薄膜陣列與右眼薄膜陣列延雙目波導顯示裝置中心軸對稱設置。優選的、所述擴束裝置由第一透鏡組和第二透鏡組組成，第一透鏡組和第二透鏡組由單透鏡或者膠合透鏡組加工。優選的、所述偏振分光裝置結構內設置有偏振敏感的膜系；經照明裝置入射s偏振光投影到圖形顯示裝置，再經圖形顯示裝置反射后出射p偏振光，透射偏振分光裝置進入擴束裝置。優選的、所述照明裝置包括光源、第一反射裝置、第二反射裝置、全偏正器；所述第一反射裝置設置在光源出光面的正前端；所述第二反射裝置設置在光源出光面的后端；第二反射裝置為中心開口的自由曲面結構；開口位置與光源的出光面一致；所述光源發出的光經過第一反射裝置將光線反射后在經第二反射裝置將光線反射進入全偏正器，其目的在于將光源發射的光準直并均勻的射入進入全偏正器，減少由于光強與光弱所產生的光斑或光暈。優選的、所述全偏正器內設置有第一折衍棱鏡、介質空氣片堆、第二折衍棱鏡；所述第一折衍棱鏡由折射棱鏡及設置在折射棱鏡上的衍射面組成；所述第二折衍棱鏡由折射棱鏡及設置在折射棱鏡上的衍射面組成；所述介質空氣片堆結構在于由多層透明材料與空氣層的交替結構疊加組成；其交替結構與光線的覆蓋面積相一致。附圖說明圖1為本技術產品的結構示意圖；圖2為本技術產品的流程示意圖；圖3為本技術產品的雙目波導顯示裝置結構俯視示意圖；圖4為本技術產品的雙目波導顯示裝置結構正視示意圖；圖5為本技術產品的擴束裝置結構示意圖；圖6為本技術產品的圖像顯示裝置顯示效果圖；圖7為本技術產品的照明裝置結構示意圖；圖8為本技術產品的全偏正器結構示意圖；圖9為本技術產品的折衍棱鏡結構示意圖；圖10為本技術產品的折衍棱鏡光路效果圖1；圖11對比技術產品的折射棱鏡光路效果圖；圖12為本技術產品的介質空氣堆結構示意圖；圖13為本技術產品的折衍棱鏡光路效果圖2；圖14為本技術產品的介質空氣堆光路效果圖；圖15為本技術產品的薄膜陣列入射角透射率曲線；圖16為本技術產品的光波導光照圖；圖17為本技術產品的光波導畸變圖；圖18為本技術產品的光波導能量曲線；圖19為本技術產品的光波導MTF曲線；圖20為本技術產品的光波導點列圖。附圖中標記：具體實施方式下面結合附圖對本技術的優選實施例進行詳細闡述，以使本技術的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本技術的保護范圍做出更為清楚明確的界定。請參照附圖1-14，本技術是這樣實現的一種用于增強現實顯示的交互頭戴顯示設備包括:圖像采集裝置、微處理器、照明裝置、圖形顯示裝置、擴束裝置、偏振分光裝置、雙目波導顯示裝置；圖像采集裝置包括左眼攝像頭、右眼攝像頭；雙目波導顯示裝置包括左眼視覺導光面；右眼視覺導光面；左眼薄膜陣列；右眼薄膜陣列；雙目波導；左眼吸光片；右眼吸光片；優選的、所述雙目波導顯示裝置外部設置有連接結構用于安裝圖像顯示裝置；所述圖像采集裝置通過視頻線路連接到微處理器；所述微處理器連接圖形顯示裝置；所述圖形顯示裝置的圖像出光面前方設置有偏振分光裝置；所述照明裝置的光線射入偏振分光裝置，所述偏振分光裝置一端設置有擴束裝置；所述擴束裝置的出光面前設置有雙目波導顯示裝置，并將矯正后的光影像經左眼視覺導光面；右眼視覺導光面，分別向雙目波導顯示裝置兩端傳送；所述照明裝置實現出射全偏振的s偏振光；所述圖形顯示裝置為LCOS顯示屏，如圖7所示LCOS顯示屏上顯示經微處理器分為等面積兩部分顯示，顯示內容完全一致；微處理器將接收處理左眼右眼攝像頭視覺信號并驅動LCOS顯示屏(3-1)，搭載微處理器控制LCOS顯示屏(3-1)上呈現左眼與右眼部分的顯示內容，處理左右眼攝像頭視頻流信息，并通過人眼立體視覺原理獲得攝像頭所指向空間范圍內的深度信息，微處理器控制LCOS顯示屏(3-1)進行本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于增強現實顯示的交互頭戴顯示設備，包括:圖像采集裝置、微處理器、照明裝置、圖形顯示裝置、擴束裝置、偏振分光裝置、雙目波導顯示裝置；圖像采集裝置包括左眼攝像頭、右眼攝像頭；雙目波導顯示裝置包括左眼視覺導光面；右眼視覺導光面；左眼薄膜陣列；右眼薄膜陣列；雙目波導；左眼吸光片；右眼吸光片；其特征在于：所述雙目波導顯示裝置外部設置有連接結構用于安裝圖像顯示裝置；所述圖像采集裝置通過視頻線路連接到微處理器；所述微處理器連接圖形顯示裝置；所述圖形顯示裝置的圖像出光面前方設置有偏振分光裝置；所述照明裝置的光線射入偏振分光裝置，所述偏振分光裝置一端設置有擴束裝置；所述擴束裝置的出光面前設置有雙目波導顯示裝置，并將矯正后的光影像經左眼視覺導光面；右眼視覺導光面，分別向雙目波導顯示裝置兩端傳送；所述照明裝置實現出射全偏振的s偏振光；所述圖形顯示裝置為LCOS顯示屏，LCOS顯示屏上顯示經微處理器分為等面積兩部分顯示，顯示內容完全一致；所述雙目波導顯示裝置延中軸線對稱設置有左、右眼傳送及顯示結構；其左眼傳送及顯示結構排布為左眼視覺導光面、雙目波導、左眼薄膜陣列、雙目波導、左眼吸光片；其右眼傳送及顯示結構排布為右眼視覺導光面、雙目波導、右眼薄膜陣列、雙目波導、右眼吸光片；所述雙目波導顯示裝置兩底端分別設置有左眼吸光片,右眼吸光片。...

【技術特征摘要】
1.一種用于增強現實顯示的交互頭戴顯示設備，包括:圖像采集裝置、微處理器、照明裝置、圖形顯示裝置、擴束裝置、偏振分光裝置、雙目波導顯示裝置；圖像采集裝置包括左眼攝像頭、右眼攝像頭；雙目波導顯示裝置包括左眼視覺導光面；右眼視覺導光面；左眼薄膜陣列；右眼薄膜陣列；雙目波導；左眼吸光片；右眼吸光片；其特征在于：所述雙目波導顯示裝置外部設置有連接結構用于安裝圖像顯示裝置；所述圖像采集裝置通過視頻線路連接到微處理器；所述微處理器連接圖形顯示裝置；所述圖形顯示裝置的圖像出光面前方設置有偏振分光裝置；所述照明裝置的光線射入偏振分光裝置，所述偏振分光裝置一端設置有擴束裝置；所述擴束裝置的出光面前設置有雙目波導顯示裝置，并將矯正后的光影像經左眼視覺導光面；右眼視覺導光面，分別向雙目波導顯示裝置兩端傳送；所述照明裝置實現出射全偏振的s偏振光；所述圖形顯示裝置為LCOS顯示屏，LCOS顯示屏上顯示經微處理器分為等面積兩部分顯示，顯示內容完全一致；所述雙目波導顯示裝置延中軸線對稱設置有左、右眼傳送及顯示結構；其左眼傳送及顯示結構排布為左眼視覺導光面、雙目波導、左眼薄膜陣列、雙目波導、左眼吸光片；其右眼傳送及顯示結構排布為右眼視覺導光面、雙目波導、右眼薄膜陣列、雙目波導、右眼吸光片；所述雙目波導顯示裝置兩底端分別設置有左眼吸光片,右眼吸光片。2.根據權利要求1所述的用于增強現實顯示的交互頭戴顯示設備，其特征在于：所述左眼視覺導光面為基于全反射原理的反射鏡或者基于全息光學的全息光學元件實現；所述左眼視覺導光面設置在雙目波導顯示裝置內，左眼視覺導光面與經擴束裝置內的光影圖像傳播方向設置有一定夾角，其夾角的大小與光影圖像的傳播路徑相關聯；所述右眼視覺導光面與左眼視覺導光面材料相一致；所述右眼視覺導光面與左眼視覺導光面延雙目波導顯示裝置中心軸對稱設置。3.根據權利要求1或2所述的用于增強現實顯示的交互頭戴顯示設備，其特征在于：所述左眼薄膜陣列由兩個或兩個以上的薄膜平行疊...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張寧，宋強，馬國斌，侯偉，
申請(專利權)人：深圳瓏璟光電技術有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東,44