[发明专利]一种3D头戴显示器

权利要求书

1.一种3D头戴显示器，包括图像显示组件、光学成像系统、光学调节组件、音频传输组件、摄像头模块、控制模块、眼镜式外壳，其特征在于：控制模块分别与图像显示系统、音频传输组件、摄像头模块连接，连接方式为有线或者无线；图像信号由控制模块发出，通过有线或者无线传输至图像显示组件，图像显示组件显示的图像通过光学成像系统成像，最终成像光线从眼镜式外壳射出；光学调节组件与光学成像系统相连接，可以通过调节光学调节组件来调节光学成像系统的光学镜片的相对位置；摄像头模块通过有线连接与图像显示组件相连；

开启控制模块，图像信号由控制模块传送至图像显示组件，音频信号传送至音频传输组件；图像显示组件显示的图像通过光学成像系统成像，成像光线从眼镜式外壳射出，调节光学调节组件，使得图像清晰的呈现在使用者的视网膜上，使用者接受到的音频信号与图像信号同步，获得完整的视频信号；或者开启控制模块，图像信号由摄像头模块传送至图像显示组件，音频信号传送至音频传输组件；图像显示组件显示的图像通过光学成像系统成像，成像光线从眼镜式外壳射出，调节光学调节组件，使得图像清晰的呈现在使用者的视网膜上，使用者接受到的音频信号与图像信号同步，使用者可以获得完整的摄像头实时摄像信号。

2.根据权利要求1所述的一种3D头戴显示器，其特征在于：所述的图像显示组件由液晶显示器和辅助照明LED组成，液晶显示器可为LCD、OLED、LCOS等微显示器，其中液晶显示器的对角线长度为1英寸以下；辅助照明LED的形状为导光板型，大小与显示器相当或略大于显示器；辅助照明LED采用光强度可以调节的导光板，辅助照明LED可发出由红、绿、蓝标准三基色匹配组合而成的白光，也可以通过控制辅助照明LED，使得其可调节三种基色的成分多少，发出不同颜色的光。

3.根据权利要求1所述的一种3D头戴显示器，其特征在于：光学成像系统包含两个光学成像组件，分别对左眼和右眼观看的显示器成像；光学成像系统的光轴不能是平行的，两光轴有一角度a，角度a的大小控制在0.55度~0.60度；上述光学成像组件为两片式的透镜组，第一片为在非球面上刻蚀二元光学面的透镜，第二片为非球面透镜；透镜组的光轴的主光线是从图像显示组件的面中心垂直射出的光线；光学成像组件的出瞳大小为8mm,视场角为45度；为减轻系统质量，本发明材料为PMMA，作为替代设计，可以达到此目的的方法还可以有用单片的自由曲面棱镜代替透镜组。

4.根据权利要求3所述的一种3D头戴显示器，其特征在于：最优刻蚀二元光学面透镜的刻蚀台阶数为8、衍射环带总数为397、每个台阶的深度为149.44nm。

5.根据权利要求1所述的一种3D头戴显示器，其特征在于：所述光学调节组件包含屈光度调节和瞳距调节，屈光度调节通过微调图像显示组件与光学成像组件之间的位置，可以达到匹配人眼+5度~-5度的屈光度补偿；瞳距调节通过微调左右两个光学成像组件与图像显示组件组成的模块的距离来控制瞳距的大小，瞳距调节范围在满足普通人瞳距的60mm到70mm之间。

6.根据权利要求1所述的一种3D头戴显示器，其特征在于：所述的音频传输组件为双通道立体声耳机，两只耳机均连接于机身。

7.根据权利要求1所述的一种3D头戴显示器，其特征在于：所述的摄像头模块为两个相同规格的摄像头，其分别安置于3D头戴显示器的正前方，像头摄像的光轴方向与此时人眼正常的平视眼轴方向一致，摄像头的轴间距与光学成像系统的轴间距相同。

8.根据权利要求1所述的一种3D头戴显示器，其特征在于：所述的控制模块包括电源、外部设备连接器、液晶驱动控制器，电源分别向外部设备连接器、液晶驱动控制器供电，外部设备连接器与液晶驱动控制器连接；外部设备连接器带有内部存储；控制模块与3D头戴显示器的连接方式为USB有线连接，相应的也可以做以下改变，将有线连接方式改为无线连接，包括红外、蓝牙或wifi。