一种真实立体感的光场头盔显示系统

摘要

本发明公开了一种真实立体感的光场头盔显示系统，包括一套以上的光场头盔显示装置，每套光场头盔显示装置均包括光学渲染实现模块以及依次排列的微显示器件、微结构阵列器件和光学目镜系统，通过采用微结构阵列器件将微显示器件的不同像素发出的光进行分束，形成空间光场，阵列的特征尺寸p的要求保证了至少两个像素形成的光束的方向不同，通过这种方式可以提供符合人眼自然视觉的稠密的空间光场，通过光学目镜系统改变空间光场，使得空间光场只在光学目镜的出瞳内生成，也就是说将这种光场显示系统的可视区域控制在单眼可观察的范围中，从而解决了头盔显示器中出现的人眼的汇聚和辐辏不一致问题。

主权项

一种真实立体感的光场头盔显示系统，其特征在于：该光场头盔显示系统包括一套以上的光场头盔显示装置，每套光场头盔显示装置均包括光学渲染实现模块以及依次排列的微显示器件(1)、微结构阵列器件(2)和光学目镜系统(3)，所述光学渲染实现模块与微显示器件(1)的输入端相连；所述微结构阵列器件(2)将微显示器件(1)上每个像素发出的光波通过折射或滤波处理使其形成空间光束，且微显示器件(1)中至少有两个像素对应的空间光束具有不同的方向，所有像素对应的空间光束形成空间光场；所述每套光场头盔显示装置中的光学目镜系统(3)将各自的空间光场汇聚在光场头盔显示系统的出瞳内；所述微显示器件(1)的每个像素对应的空间光束在所述头盔显示装置出瞳平面上形成的光斑的最大内切圆直径不大于2mm；在对三维虚拟物体进行显示时,所述光学渲染实现模块根据空间光场的分布,即微显示器件(1)的像素和空间光束中光线的对应关系,光学渲染实现模块计算光线与要显示的三维虚拟物体表面交点处的灰度值，则该交点处的灰度值即为该光线对应的微显示器件(1)上像素的灰度值；所述光学渲染实现模块将每个像素的灰度值发给微显示器件(1)，微显示器件(1)根据接收到的灰度值进行显示。