[发明专利]近眼显示系统、虚拟现实设备及增强现实设备

说明书

本发明公开了一种近眼显示系统、虚拟现实设备及增强现实设备，包括激光光源、分光组件、扫描光纤阵列、瞳孔位置检测器和控制器，所述分光组件包括M*N个输出通道；所述激光光源用于输出根据影像信息调制的激光，在所述激光经过所述分光组件后，被分成M*N个光束；所述控制器，用于根据所述瞳孔位置检测器获取的瞳孔位置，获取所述用户瞳孔与所述扫描光纤阵列的相对位置，再根据所述相对位置和所述影像信息的显示视场灰度，控制所述分光组件中的每个输出通道的开通和断开；所述扫描光纤阵列中的扫描光纤与所述M*N个输出通道耦合，用于传输从所述分光组件输出的输出光束，并将所述输出光束投射至人眼。

技术领域

本发明涉及视觉技术领域，尤其涉及一种近眼显示系统、虚拟现实设备及增强现实设备。

背景技术

增强现实(英文：Augmented Reality；简称：AR)，是利用虚拟物体或信息对真实场景进行现实增强的技术。增强现实技术通常基于摄像头等图像采集设备获得的真实物理环境影像，通过计算机系统识别分析及查询检索，将与之存在关联的文本内容、图像内容或图像模型等虚拟生成的虚拟图像显示在真实物理环境影像中，从而使用户能够获得身处的现实物理环境中的真实物体的标注、说明等相关扩展信息，或者体验到现实物理环境中真实物体的立体的、突出强调的增强视觉效果。

现有的增强现实设备一般通过光学透镜将虚拟图像的光线会聚到用户的瞳孔中，对人眼观察的位置有较严格的限制。在用户的瞳孔位置发生变化时，例如用户的眼球转动，或者两个瞳距不同的用户先后使用同一个增强现实设备的时候，需要用户对增强现实设备的瞳距调节，或者由增强现实设备自动进行瞳距调节，但目前这两者的精度都不高，会导致虚拟图像的光线无法全部进入人眼，从而使得增强现实设备无法向用户发送虚拟图像，或者发送的虚拟图像的效果不佳，继而无法给用户以良好的增强现实体验。

因此，现有技术中存在的因增强现实设备对人眼观察的位置有较严格的限制，而导致无法给用户以良好的增强现实体验的技术问题。

发明内容

本发明提供一种近眼显示系统、虚拟现实设备及增强现实设备，能够根据用户瞳孔位置自动开通对应的输出通道来输出光束，控制所述输出光束全部进入人眼，由此实现了对人眼观察的位置没有限制，能够给用户以良好的增强现实体验的效果。

本申请实施例第一方面提供了一种近眼显示系统，包括激光光源、分光组件、扫描光纤阵列、瞳孔位置检测器和控制器，所述分光组件包括M*N个输出通道，M和N均为不小于2的整数；

所述激光光源用于输出根据影像信息调制的激光；所述激光光源输出的激光经过所述分光组件后，被分成M*N个光束；所述瞳孔位置检测器用于获取用户瞳孔的瞳孔位置；所述控制器分别电性连接所述分光组件和所述瞳孔位置检测器，用于根据获取的所述瞳孔位置，获取所述用户瞳孔与所述扫描光纤阵列的相对位置，再根据所述相对位置和所述影像信息的显示视场灰度，控制所述分光组件中的每个输出通道的开通和断开；所述扫描光纤阵列中的扫描光纤与所述M*N个输出通道耦合，用于传输从所述分光组件输出的输出光束，并将所述输出光束投射至人眼。

可选的，所述激光光源包括三色激光光源、准直镜组、合束器、耦合器和耦合光纤，其中，所述三色激光光源输出三色激光；所述准直镜组设置于所述三色激光光源的出射光路上，用于对所述三色激光进行准直处理；所述合束器设置于所述准直镜组的出射光路上，用于将所述准直镜组出射的激光进行合束处理；所述耦合器设置于所述合束器的出射光路上，用于将所述合束器出射的激光耦合到所述耦合光纤中；所述耦合光纤与所述耦合器相连，所述耦合光纤用于传输经过所述耦合器的激光。

可选的，所述扫描光纤阵列包括水平方向扫描光纤束和垂直方向扫描光纤束，所述水平方向扫描光纤束用于对水平出射光束进行扩束；所述垂直方向扫描光纤束用于对垂直出射光束进行扩束。