1、虚拟现实与增强现实头戴显示关键技术及应用
发布时间：2020-09-11
信息来源：北京市科学技术委员会网站
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发布时间：2020-09-11
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由北京理工大学等单位完成
该成果属于电子与通信技术领域。虚拟现实中头戴显示是VR和AR最重要的信息呈现方式，项目针对头戴显示的轻薄化、高清化、全息化这一世界性难题展开研究，取得了系列重要技术创新和发明。主要技术发明如下：
1.针对传统光学受限导致系统结构复杂的问题，提出了新型多自由度元件，发明了高集成度光学系统，实现了增强现实头戴显示由重到轻。解决了复杂自由曲面光学设计优化和高精度注塑加工工艺难题；提出了平面波导和自由曲面相结合的AR系统，实现了2.4mm超轻薄透视显示；发明了结合视力校正功能的曲面波导AR显示方法,首次消除了用户佩戴双重眼镜的困扰。
2.提出了视场畸变平衡方法，发明了光学原位拼接方案，实现大视场角头戴显示的角度分辨保真。提出在目镜中有意引入大量桶形畸变结合电子畸变校正的设计方案，实现了低成本大视场VR沉浸式显示；发明了自由曲面光学无缝拼接及其光学透视补偿方法，突破了视场角/分辨率光学不变量的限制，实现了无视点畸变的130度大视场高分辨AR头戴显示。
3.发明了双层焦面融合、光场全息再现等深度信息复原方法，实现了头戴三维显示的由伪到真。创造性地提出了基于自由曲面光学的双焦面显示方法、基于微结构阵列的近眼三维光场渲染方法、基于复振幅调制计算全息的近眼显示方法，实现了符合人眼观察习惯的动态连续深度的真三维头戴显示。
该成果获得授权发明专利75项，其中美国、欧洲专利8项；发表论文107篇，其中SCI论文64篇，出版专著3部；牵头制定了头戴显示的国家和行业标准。研制出多种头戴显示设备在航天、航空、医疗、文体等领域实现推广；成为三星、索尼、脸书等VR头戴显示产品的独家原始设计制造商，在国际中高端市场占有率约为70%。成果产生98亿余元经济效益，创汇4.2亿美元，推动了虚拟现实和增强现实产业的发展。
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