[實用新型]光學(xué)放大組合鏡、頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520130502.6
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN204515244U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃琴華;宋海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 成都理想境界科技有限公司
• 主分類號: G02B25/04
• 分類號: G02B25/04;G02B27/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用于頭戴顯示設(shè)備上的光學(xué)放大組合鏡，以及帶有該光學(xué)放大組合鏡的頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)和頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示設(shè)備。

背景技術(shù)

目前頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)的光學(xué)放大元件均采用傳統(tǒng)透鏡，如球面透鏡、非球面透鏡或自由曲面光學(xué)透鏡，受光學(xué)加工技術(shù)及光學(xué)材料的限制，顯示系統(tǒng)中的光學(xué)放大鏡組的口徑通常會做得比較小(若口徑做大光學(xué)系統(tǒng)的重量和體積均會大幅增加)，使用者通過光學(xué)放大鏡組所能觀察到的視野被放大鏡組的口徑限制，放大鏡組的視野相對人眼自然狀態(tài)下的視野顯得很小，故此視野受限的圖像顯示系統(tǒng)給人眼帶來的視覺沖擊及沉浸感將會受到很大的影響。在保證頭戴設(shè)備體積足夠小、重量足夠輕的前提下，如何實現(xiàn)頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)大視場成為亟待解決的問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種光學(xué)放大組合鏡，以及帶有該光學(xué)放大組合鏡的頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)和頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示設(shè)備，解決現(xiàn)有頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)使用傳統(tǒng)透鏡導(dǎo)致的視野與產(chǎn)品體積和重量不可兼顧的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種光學(xué)放大組合鏡，在頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示設(shè)備中使用，所述光學(xué)放大組合鏡包括一組中心鏤空的聚焦薄型光學(xué)元件和一組帶透明平板裙邊的凸透鏡或組合凸透鏡，所述聚焦薄型光學(xué)元件和所述帶透明平板裙邊的凸透鏡或組合凸透鏡疊合在一起，聚焦薄型光學(xué)元件中心鏤空區(qū)域與凸透鏡或組合凸透鏡的凸起部分緊密配合。

在一實施方式中，所述聚焦薄型光學(xué)元件和所述帶透明平板裙邊的凸透鏡或組合凸透鏡疊合在一起時，凸透鏡或組合凸透鏡的裙邊與聚焦薄型光學(xué)元件部分或完全重疊在一起。

在一實施方式中，所述聚焦薄型光學(xué)元件內(nèi)徑帶下沉的搭接沿，搭接沿與凸透鏡或組合凸透鏡的裙邊相吻合。

優(yōu)選的，所述凸透鏡為球面透鏡或非球面透鏡或自由曲面光學(xué)透鏡；所述聚焦薄型光學(xué)元件為菲涅爾透鏡或菲涅爾波帶片或二元光學(xué)元件。

在一實施方式中，所述凸透鏡表面刻有用于消色差的紋路。

在一實施方式中，所述凸透鏡或組合凸透鏡的焦距與聚焦薄型光學(xué)元件之間的焦距差小于10毫米。

優(yōu)選的，聚焦薄型光學(xué)元件與帶透明平板裙邊的凸透鏡或組合凸透鏡通過光學(xué)膠合方式結(jié)合在一起。

相應(yīng)的，本實用新型還提供一種頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)，包括圖像顯示源和光學(xué)放大鏡組，圖像顯示源顯示的光信息，經(jīng)光學(xué)放大鏡組放大后的投影虛像由人眼接收，光學(xué)放大鏡組包括至少一片上述的光學(xué)放大組合鏡。

在一實施方式中，所述光學(xué)放大鏡組還包括一片或多片聚焦薄型光學(xué)元件，聚焦薄型光學(xué)元件位于光學(xué)放大組合鏡遠(yuǎn)離人眼一端，圖像顯示源顯示的光信息先經(jīng)過聚焦薄型光學(xué)元件，再經(jīng)光學(xué)放大組合鏡射入人眼。

在一實施方式中，所述光學(xué)放大鏡組還包括一片或多片凸透鏡，凸透鏡位于光學(xué)放大組合鏡遠(yuǎn)離人眼一端，圖像顯示源顯示的光信息先經(jīng)過凸透鏡，再經(jīng)光學(xué)放大組合鏡射入人眼。

相應(yīng)的，本實用新型還提供一種頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示設(shè)備，包括一組和或兩組權(quán)利上述的頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果：

1.本實用新型光學(xué)放大組合鏡，采用傳統(tǒng)透鏡與聚焦薄型光學(xué)元件的結(jié)合，運(yùn)用于頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示設(shè)備上，既能保證中心畫質(zhì)，又同時擴(kuò)大了人眼的邊緣視野，增強(qiáng)了使用者的沉浸感；

2.由于聚焦薄型光學(xué)元件的使用，很大程度上減小了頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示設(shè)備的重量，減輕了重量對佩戴造成的不適感。

3.若用普通不帶裙邊凸統(tǒng)透鏡與中心鏤空的聚焦薄型光學(xué)元件結(jié)合，很容易發(fā)生偏斜，錯位等影響光學(xué)放大組合鏡精度的問題，本實用新型采用帶裙邊的凸透鏡與聚焦薄型光學(xué)元件的疊合，能有效降低二者結(jié)合難度，提高光學(xué)放大組合鏡正品率。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖：

圖1為本實用新型實施例光學(xué)放大組合鏡的一種結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖2為圖1各組件剖面圖示意圖；

圖3為圖1結(jié)構(gòu)組合好后的光學(xué)放大時組合鏡示意圖；

圖4為本實用新型實施例光學(xué)放大組合鏡的又一種結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖5為圖4結(jié)構(gòu)組合好后的光學(xué)放大時組合鏡示意圖；