[发明专利]基于折叠光路和液晶盒的变光程三维虚拟现实显示装置及显示方法

说明书

本发明公开一种基于折叠光路和液晶盒的变光程三维虚拟现实显示装置及显示方法，该装置包括依次设置的显示器件、N个变光程器件、透镜组；所述的显示器件用于提供虚拟三维图像；每个所述的变光程器件都包括液晶盒，通过液晶盒的通电和断电实现光路的折叠，从而形成两个光程；N个变光程器件共形成2N种光程；所述的透镜组用于调节已有光程的光路系统，使得系统的物像关系明确。本发明的显示装置中的变光程器件由折叠光路和液晶盒构成，结构简单，且成本较低，由于光程切换长度较为显著，实现了较大景深的近眼3D显示，突破了三维显示在聚焦方面的局限，有效的缓解了视觉辐辏冲突。

技术领域

本发明涉及近眼三维显示领域，具体涉及一种基于折叠光路和液晶盒的变光程三维虚拟现实显示装置及显示方法。

背景技术

三维显示技术是显示技术的一个重要分支，近年来，随着光电技术的发展，VR、AR等显示技术得到了人们的认可，VR和AR将是未来人类和信息交互的有效手段。然而，由于人类生活在三维空间，人眼对信息的采集是基于三维的，且大脑对人眼得到信息的处理方式亦已成习惯，而是目前已有的VR及AR成像方案是基于双目视差的伪3D，丢失了深度信息，这会造成人眼调焦与习惯不符，造成人眼的疲劳即视觉辐辏冲突。

缓解视觉辐辏冲突是AR及VR产品发展道路上必须要解决的问题。Magic leapsone为了缓解视觉辐辏，采用6层波导实现了显示的双深度，但是波导器件本身成本极高，造成Magic leaps混合现实眼镜难以推广，此外，6层波导仅只能实现双深度，对于视觉辐辏的缓解作用较小。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于折叠光路和液晶盒的变光程三维虚拟现实显示装置及显示方法，该显示装置利用折叠光路和液晶盒形成双光程调节器件，多个双光程调节器件共同作用，调节物光方程，结合物镜形成具有2N个物距的透镜；结合显示内容，可实现较大景深的连续可调焦近眼显示系统。具体技术方案如下：

一种基于折叠光路和液晶盒的变光程三维虚拟现实显示装置，该装置包括依次设置的显示器件、N个变光程器件、透镜组；

所述的显示器件用于提供虚拟三维图像；

每个所述的变光程器件都包括液晶盒，通过液晶盒的通电和断电实现光路的折叠，从而形成两个光程；N个变光程器件共形成2^N种光程；

所述的透镜组用于调节已有光程的光路系统，使得系统的物像关系明确。

进一步地，所述的变光程器件包括依次设置的第一吸收型偏光膜、第一波片、分光膜、第二波片、液晶盒、反射型偏光膜、第二吸收型偏光膜；

所述的第一吸收型偏光膜的透射光偏振方向与系统光轴垂直，用于对非透射偏振光予以吸收，削弱系统杂散光；

所述的第一波片为λ/4波片，波片快轴与第一吸收型偏光膜的透射光偏振方向呈+45°；

所述的第二波片为λ/4波片，波片快轴与第一吸收型偏光膜的透射光偏振方向呈-45°；

所述的液晶盒在断电情况下使得线偏光方向旋转90°，加电情况下液晶盒失去旋光作用；

所述的反射型偏光膜的透射光偏振方向与第一吸收型偏光膜透射光偏振方向相垂直、反射光偏振方向与透射光偏振方向相垂直；

所述的第二吸收型偏光膜的透射光偏振方向与所述的反射型偏光膜的透射光偏振方向相同，用于吸收系统漏出的杂散光。

进一步地，所述的变光程器件包括依次设置的第一吸收型偏光膜、第一反射型偏光膜、无手性的旋光材料层、液晶盒、第二反射型偏光膜、第二吸收型偏光膜；

所述的第一吸收型偏光膜的透射光偏振方向与系统光轴垂直，用于对非透射偏振光予以吸收，削弱系统杂散光；