[发明专利]头戴式显示器以及多深度的成像装置

说明书

本发明公开一种头戴式显示器以及多深度的成像装置。成像装置包括分光元件、第一显示器、第二显示器、第三显示器以及透镜组。分光元件具有第一反射面、第二反射面以及透射面。第一显示器用以投射第一影像至第一反射面。第二显示器用以投射第二影像至透射面。第三显示器用以投射第三影像至第二反射面。透镜组设置在分光元件与目标区间。第一影像、第二影像以及第三影像分别成像在第一成像面、第二成像面以及第三成像面上，第一成像面、第二成像面以及第三成像面与目标区的距离不相同。

技术领域

本发明涉及一种头戴式显示器以及其成像装置，且特别是涉及一种具有多深度成像装置的头戴式显示器。

背景技术

在现今的技领域中，立体影像是利用双眼的辐辏作用，使大脑认知的影像呈现于空间中，从而形成纵深的空间感。在虚拟环境中生成的两幅具有双眼视差的影像，在映入使用者眼睛的视网膜之后，视线也可以如在现实世界一样，聚焦于虚拟环境中的任意虚拟物件上。但是，在显示影像中，具有明显深度感的、前后位置各不相同的各个虚拟物件，不但没有呈现在相对应的视觉深度，反而和平面的显示影像一样，每个物件呈现在相同的视觉深度。这种现象违背了正常的视觉生理，改变了正常的视觉生理机能，会导致调节和辐辏关系的不和谐，甚至相互冲突。

基于头戴式显示器发出的显示影像的光线并没有深度资讯，因此在长时间的使用下，容易产生视力模糊、眼睛干涩、眩晕复视、畏光甚至恶心呕吐等视疲劳症状。

发明内容

本发明的目的在于提供一种头戴式显示器及其成像装置，可降低因视觉辐辏(vergence-accommodation)冲突所造成的影响。

本发明的成像装置包括分光元件、第一显示器、第二显示器、第三显示器以及透镜组。分光元件具有第一反射面、第二反射面以及透射面。第一显示器用以投射第一影像至第一反射面。第二显示器用以投射第二影像至该透射面。第三显示器用以投射第三影像至第二反射面。其中第一反射面反射第一影像至目标区，第二反射面反射第三影像至目标区，第二影像通过透射面以投射至目标区。透镜组设置在分光元件与目标区间。第一影像、第二影像以及第三影像分别成像在第一成像面、第二成像面以及第三成像面上，第一成像面、第二成像面以及第三成像面与目标区的距离不相同。

本发明的头戴式显示器包括壳体以及如上所述的一个或多个成像装置。成像装置设置在主体中。

基于上述，本发明通过分光元件使多个影像成像在不同位置的成像面上，并通过产生不同深度的影像，以降低因视觉辐辏(vergence-accommodation)冲突所造成的使用者晕眩的状态。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的成像装置的示意图；

图2为本发明实施例的成像面的位置示意图；

图3为本发明实施例的成像装置的配置细节的示意图；

图4A至图4C为本发明另一实施例的成像装置，以及所产生的影像传递路径的示意图；

图5为镀膜反射率以及影像波长关系的示意图；

图6为本发明一实施例的头戴式显示器的示意图。

符号说明

100、400：成像装置

110、410：分光元件

121、122、123、421、422、423：显示器

130、430：透镜组

RF1：第一反射面

RF2：第二反射面