[发明专利]虚拟实境显示装置

说明书

本发明提供一种虚拟实境显示装置，包括至少一显示器与至少一光学组件。显示器适于提供图像光束至使用者的左眼或右眼。光学组件设置在图像光束的传递路径上，以及包括至少一菲涅耳透镜。显示器与光学组件分别相对于往上方向具有倾斜角，其中往上方向是垂直使用者的水平视线平面的方向，且往上方向定义为从使用者的脖子至头顶的方向，以及倾斜角的范围是大于0度并且小于等于20度。

技术领域

本发明涉及一种显示装置，尤其涉及一种虚拟实境显示装置。

背景技术

随着显示技术的进步，为了追求身历其境的感受，使用者已无法满足于只观看平面的图像，为了提供使用者更具有现实感与立体感的视觉娱乐，虚拟实境(VirtualReality，VR)成为目前显示技术的新潮流，虚拟实境是利用模拟出一个三维空间的虚拟场景，提供使用者关于视觉等感官体验，可及时观看三维空间的图像，甚至进一步能与虚拟图像进行互动。

常见的虚拟实境显示装置有头戴式显示器(head mounted display，HMD)，可配戴在使用者的头部，但往往具有垂直视角不足的缺点。因为人眼的视角并不是上下对称，人眼下方视角约70度，比约50度范围的上方视角范围大，现有的产品设计常常将上下方视野设计成一样大，因此常会出现视野下方看到黑边的问题。除此之外，多数的虚拟实境显示装置中的光学组件之间的距离是固定不变的，无法调整焦距，因此无法适合所有人观看，具有近视或远视的使用者仍需另外配戴矫正视力的眼镜或隐形眼镜才能清楚地观看呈现于眼前的图像。除此之外，虚拟实境显示装置中的光学组件为了配戴舒适度，希望能减轻所使用的光学组件的重量与体积，因此会使用菲涅耳透镜(Fresnel lens)取代传统透镜，但菲涅耳透镜的表面是锯齿状的微结构，侧面其中一边是光学成像用的有效区，另一边是能提供脱模方便的非光学有效区，当光线打到非光学有效区的时候会产生杂散光，造成观看品质下降。

发明内容

本发明提供一种虚拟实境显示装置，可有效扩大使用者的垂直视野。

本发明提供一种虚拟实境显示装置，可有效改善杂散光问题。

本发明的一实施例的虚拟实境显示装置包括至少一显示器与至少一光学组件。显示器适于提供图像光束至使用者的左眼或右眼。光学组件设置在图像光束的传递路径上，以及包括至少一菲涅耳透镜，以及显示器与光学组件分别相对于往上方向具有倾斜角，其中往上方向是垂直使用者的水平视线平面的方向，且往上方向定义为从使用者的脖子至头顶的方向，以及倾斜角的范围是大于0度并且小于等于20度。

本发明的一实施例的虚拟实境显示装置包括至少一显示器与与至少一光学组件。显示器适于提供图像光束至使用者的左眼或右眼。光学组件设置在图像光束的传递路径上，以及包括至少一菲涅耳透镜，其中菲涅耳透镜的非光学有效区涂覆有光吸收材料。

基于上述，本发明的实施例的虚拟实境显示装置，包括至少一显示器与至少一光学组件，其中光学组件包括至少一菲涅耳透镜。通过显示器与光学组件分别相对于往上方向具有倾斜角，以及倾斜角的范围是大于0度并且小于等于20度，因此可以扩大使用者的垂直视野。本发明的另一实施例提出的虚拟实境显示装置，包括至少一显示器与至少一光学组件，其中光学组件包括至少一在非光学有效区涂覆光吸收材料的菲涅耳透镜。通过在菲涅耳透镜的非光学有效区上涂覆光吸收材料，以阻止光线由非光学有效区通过光学组件，可以改善杂散光问题，提升虚拟实境的观赏品质。

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，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A显示本发明一实施例的虚拟实境显示装置的侧视示意图；

图1B显示图1A实施例的虚拟实境显示装置的俯瞰示意图；

图2A显示图1A与图1B的实施例的光学组件中的菲涅耳透镜的凸透镜形式的剖面示意图；