非对称双目近眼显示器的制作方法

    专利查询2026-07-06  8


    本发明涉及光学系统,并且本发明尤其涉及通过利用非对称效应来改进双目近眼显示器的性能。


    背景技术:

    1、消费者对改进的人机界面的需求已经引起对高质量图像头戴式显示器(head-mounted display,hmd)或通常称为智能眼镜的近眼显示器的兴趣增加。这些装置可以提供虚拟现实(virtual reality,vr)体验或增强现实(augmented reality,ar)体验,增强用户与数字内容及用户周围环境交互的方式。

    2、消费者在使用hmd时寻求更好的图像质量、沉浸式体验以及更大的舒适度。消费者期望显示器具有高分辨率、鲜明的色彩和最小的失真以产生逼真且有趣的观看体验。此外,舒适度是关键因素,因为用户经常长时间佩戴这些装置。消费者希望在各种场景下不那么碍眼并且更便于佩戴的轻便、圆滑的设计。较小的装置还提供改进的便携性,使这些装置在不同环境中更容易携带并且使用。因此,更高性能但更小和更紧凑的hmd的需求不断增长。


    技术实现思路

    1、本发明引入了一种新且创新的称为非对称双目近眼显示器(binocular near-eyedisplay,bned)的近眼显示系统。该系统包括两个光学系统(optical system,os)——一个用于左眼,并且一个用于右眼——每个光学系统将图像直接地投影至用户的相应眼睛。用户的大脑组合这两个图像以生成统一的视觉体验。虽然大多数bned系统针对双眼使用相同的光学系统(或者至少具有围绕鼻垫的中心(center of nose bridge,cnb)的对称性),但是可以采用非对称os。非对称os的一个潜在应用是通过利用每个os的非交叠视场(fieldof view,fov)来扩展fov,从而有效地利用双目效应来增加整体fov。

    2、根据本发明的一些实施方式,眼镜的对称中心被假设成鼻垫的中心(cnb)。

    3、根据本发明的一些实施方式,利用近眼显示器(near-eye display,ned)的双目特征来在以下情况下改进不同特征,其中系统为非对称的-非对称目近眼显示器(asymmetricbinocular ned,abn),即,os系统不相同并且围绕cnb反射时是不对称的。

    4、播放的原理是经由双眼看到不同图像的人脑将为合并图像的每个部分“选择成”最高质量(包含最佳信息)。因此,例如,如果在一只眼睛中,图像的一部分是模糊的,而在另一只眼睛中,图像的该部分不是模糊的,则对于用户合并图像将看起来不模糊。如果在一只眼睛中对象的一些信息被遮挡,则将经由第二只眼睛获得该信息。该陈述是非常普遍的,并且当然在不同的人与情况之间将变化,然而,在某种程度上,这种陈述对于许多ned用户是常见的。

    5、结合在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了各种示例系统、方法等,这些示例系统、方法示出了本发明的各方面的各种示例实施方式。将理解的是,图中所示出的元件边界(例如,框、框组或其他形状)表示边界的一个示例。本领域普通技术人员将理解,一个元件可以被设计为多个元件,或者多个元件可以被设计为一个元件。示为另一元件的内部部件的元件可以被实现为外部部件,并且示为另一元件的外部部件的元件可以被实现为内部部件。此外,可以不按比例绘制元件。



    技术特征:

    1.一种非对称双目近眼显示系统,包括:

    2.根据权利要求1所述的非对称双目近眼显示系统,其中,所述第一光学系统的投影单元和所述第二光学系统的投影单元关于所述正中矢状面非对称地设置,使得对应于所述第一光学系统的眼动箱和对应于所述第二光学系统的眼动箱关于所述正中矢状面是非对称的。

    3.根据权利要求1所述的非对称双目近眼显示系统,其中,所述第一光学系统的光学元件和所述第二光学系统的光学元件关于所述正中矢状面非对称地设置。

    4.根据权利要求1所述的非对称双目近眼显示系统,其中,

    5.根据权利要求1所述的非对称双目近眼显示系统,其中,所述第一光学系统的投影单元设置成比所述第二光学系统的投影单元更靠近所述正中矢状面,使得对应于所述第一光学系统的眼动箱和对应于所述第二光学系统的眼动箱关于所述正中矢状面水平非对称。

    6.根据权利要求1所述的非对称双目近眼显示系统,其中,所述第一光学系统的光学元件设置成比所述第二光学系统的光学元件更靠近所述正中矢状面。

    7.根据权利要求1所述的非对称双目近眼显示系统,其中,所述第一光学系统的光学元件设置成在垂直方向上高于所述第二光学系统的光学元件。

    8.根据权利要求1所述的非对称双目近眼显示系统,其中,所述第一光学系统的光学元件设置成比所述第二光学系统的光学元件更靠近所述正中矢状面并且在垂直方向上高于所述第二光学系统的光学元件。

    9.根据权利要求1所述的非对称双目近眼显示系统,

    10.根据权利要求9所述的非对称双目近眼显示系统,所述第一光学系统的光学元件的所述一组部分反射表面相对于所述第二光学系统的光学元件的所述一组部分反射表面移位单个部分反射表面的宽度的一半。

    11.根据权利要求1所述的非对称双目近眼显示系统,

    12.根据权利要求1所述的非对称双目近眼显示系统,其中,所述第一光学系统具有第一焦深,并且所述第二光学系统具有不同于所述第一焦深的第二焦深。

    13.根据权利要求12所述的非对称双目近眼显示系统,其中,所述第一焦深对应于所述图像的中心区域,并且所述第二焦深对应于所述图像的侧面区域。

    14.根据权利要求12所述的非对称双目近眼显示系统,其中,所述第一焦深对应于所述第一光学系统的投影单元的第一位置,并且所述第二焦深对应于所述第二光学系统的投影单元的第二位置,所述第一位置和所述第二位置相对于所述第一位置和所述第二位置各自的光学系统不同。

    15.一种用于非对称双目近眼显示系统的方法,包括:


    技术总结
    在一些实现方式中,装置可以包括对应于用户的第一只眼睛的第一光学系统和对应于用户的第二只眼睛的第二光学系统,第一光学系统和第二光学系统中的每个光学系统具有:投影单元,该投影单元被配置成投影对应于图像的光;透镜,该透镜可操作地包括光学元件,该光学元件被配置成将来自投影单元的光引导至用户的相应眼动箱。另外,装置可以包括其中第一光学系统的透镜和第二光学系统的透镜关于与用户的鼻梁的中心对应的正中矢状面对称地设置,并且其中第一光学系统和第二光学系统关于正中矢状面在几何上是非对称的。

    技术研发人员:埃坦·罗宁
    受保护的技术使用者:鲁姆斯有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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