[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，包括至少一显示器及至少一光学组件。显示器适于提供影像光束至使用者的左眼或右眼。光学组件设置在影像光束的传递路径上，且位于显示器与使用者的左眼或右眼之间。光学组件包括第一菲涅耳透镜，第一菲涅耳透镜包括多个环绕其光轴的环状结构，且每一环状结构具有相连接的有效折射面及位于光轴与有效折射面之间的非光学有效面。第一菲涅耳透镜在中央区域的多个非光学有效面相对于光轴的平均倾斜角小于第一菲涅耳透镜在边缘区域的多个非光学有效面相对于光轴的平均倾斜角。

技术领域

本发明涉及一种显示装置，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影像。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。虚拟实境可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，可即时观看三维空间或二维空间的影像，甚至进一步能与虚拟影像进行互动。

常见的虚拟实境显示装置例如有头戴式显示器(head mounted display,HMD)，其可配戴在使用者的头部。此时，虚拟实境显示装置中的显示器相当靠近人眼。为了让人眼在近距离下也能看清楚显示器所显示的影像，也就是让显示器所显示的影像成像在人眼的视网膜上，显示器与人间之间设有光学元件(例如透镜)，并通过其屈光度(refractivepower)改变光的行进路径，而使影像成像在人间的视网膜上。如此一来，使用者便会看到眼睛前方的虚像，而有身历其境的感觉。

然而，光学元件的一些表面容易造成来自显示器的光有部分不按照预期的方向与路径前进，而是被反射到非预期的方向而造成杂散光。杂散光会影响使用者看到的影像的质量，而减损了使用者的视觉体验。

发明内容

本发明提供一种虚拟实境显示装置，可有效降低杂散光。

本发明的一实施例提出一种虚拟实境显示装置，包括至少一显示器及至少一光学组件。显示器适于提供影像光束至使用者的左眼或右眼。光学组件设置在影像光束的传递路径上，且位于显示器与使用者的左眼或右眼之间。光学组件包括第一菲涅耳透镜，第一菲涅耳透镜包括多个环绕其光轴的环状结构，且每一环状结构具有相连接的有效折射面及位于光轴与有效折射面之间的非光学有效面。第一菲涅耳透镜在中央区域的多个非光学有效面相对于光轴的平均倾斜角小于第一菲涅耳透镜在边缘区域的多个非光学有效面相对于光轴的平均倾斜角。

在本发明的实施例的虚拟实境显示装置中，由于第一菲涅耳透镜在中央区域的多个非光学有效面相对于光轴的平均倾斜角小于第一菲涅耳透镜在边缘区域的多个非光学有效面相对于光轴的平均倾斜角，因此从环状结构的有效折射面入射的影像光束较不会接着被非光学有效面反射而造成杂散光。如此一来，本发明的实施例的虚拟实境显示装置便能够有效降低杂散光的产生，进而提升使用者看到的影像的质量。

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1为本发明的一实施例的虚拟实境显示装置的剖面示意图；

图2为图1中的第一菲涅耳透镜的局部剖面示意图；

图3为图1中的第一菲涅耳透镜的正视示意图。

图4与图5为图2的第一菲涅耳透镜的两种变型的局部剖面示意图。

附图标号说明：

50a：左眼

50b：右眼

100：虚拟实境显示装置

110、110a、110b：显示器

112、112a、112b：影像光束