[發(fā)明專利]用菲涅爾鏡片調節(jié)屈光度的頭戴式虛擬現實光學系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2016-05-07
• 公開（公告）號: CN105759424B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設計）人: 黃治;吳震
• 申請（專利權）人: 杭州映墨科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B3/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種用菲涅爾鏡片調節(jié)屈光度的頭戴式虛擬現實光學系統(tǒng)。包括固定安裝在虛擬現實頭盔內的光學透鏡和顯示屏以及可拆取地安裝在虛擬現實頭盔中的菲涅爾附加鏡片，光學透鏡和顯示屏依次置于人眼前方，菲涅爾附加鏡片置于光學透鏡和顯示屏之間或者人眼和光學透鏡之間，菲涅爾附加鏡片與光學透鏡的光軸共線；菲涅爾附加鏡片上的菲涅爾面可朝向光學透鏡或者顯示屏或者人眼，是單面或者雙面為菲涅爾面。本發(fā)明根據使用者的遠近視力可方便地增減系統(tǒng)的總體屈光度，使得不同視力的人能夠在不佩戴眼鏡的情況下看清顯示屏上的圖像。

技術領域

本發(fā)明涉及一種光學領域，尤其涉及一種用菲涅爾鏡片調節(jié)屈光度的頭戴式虛擬現實光學系統(tǒng)。

背景技術

虛擬現實技術(Virtual Reality，VR)技術是20世紀80年代提出的一種利用計算機生成的、可交互的、具有沉浸感的視覺虛擬環(huán)境，可以按照需要生成多種虛擬環(huán)境，廣泛應用于城市規(guī)劃，駕駛培訓，室內設計等領域。近年來隨著計算機計算能力與各類型傳感器的發(fā)展，各類型的虛擬現實頭盔已出現于市場上，其基本由顯示屏或手機以及一對目鏡組成，人眼通過目鏡可以看到顯示屏上放大的圖像，傳感器感應人頭部的變化調整左右顯示屏中的圖像，使得人眼能看到立體的，具有交互性的視覺圖像。

目前虛擬顯示顯示系統(tǒng)大多采用傳統(tǒng)透鏡來獲得放大的虛像，在設計鏡片和顯示屏距離時按照健康視力人群設計，對于近視或遠視人群，一般采用在戴頭盔前佩戴眼鏡或是改變顯示屏和傳統(tǒng)透鏡間的物距的方法來實現屈光度調節(jié)，前者會降低沉浸感、增加使用者負重，后者會造成頭盔內部機械結構復雜、增加生產成本，這都會造成用戶體驗感下降，因此如何實現在不佩戴眼鏡的情況下實現不同人群正常使用虛擬現實頭盔就成了亟待解決的問題。

發(fā)明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用菲涅爾鏡片調節(jié)屈光度的頭戴式虛擬現實光學系統(tǒng)，用于實現近視或遠視用戶在不佩戴眼鏡情況下使用虛擬現實頭盔的目的。

為了實現上述目的，本發(fā)明提供了采用以下技術方案：

本發(fā)明包括固定安裝在虛擬現實頭盔內的光學透鏡和顯示屏以及可拆取地安裝在虛擬現實頭盔中的菲涅爾附加鏡片，光學透鏡和顯示屏依次置于人眼前方，菲涅爾附加鏡片置于光學透鏡和顯示屏之間或者人眼和光學透鏡之間，菲涅爾附加鏡片與光學透鏡的光軸共線。光學透鏡固定在頭盔內部不可取出，菲涅爾附加鏡片可從頭盔中插入或取出。

優(yōu)選地，所述的菲涅爾附加鏡片置于人眼和光學透鏡之間。

對于正常視力者，菲涅爾附加鏡片替換為相同厚度的平面鏡片；對于遠視或近視視力者，菲涅爾附加鏡片具有正或者負的光焦度，其光焦度與其日常佩戴的眼鏡的屈光度數相同或接近。

具體實施中的菲涅爾附加鏡片具有-8D～+8D的光焦度調節(jié)量。

所述的菲涅爾附加鏡片的菲涅爾面型朝向對著光學透鏡或者顯示屏或者人眼。

當菲涅爾附加鏡片置于人眼和光學透鏡之間時，菲涅爾附加鏡片的菲涅爾面型朝向光學透鏡或者人眼，優(yōu)選的是朝向光學透鏡，平面朝向人眼；當菲涅爾附加鏡片置于光學透鏡和顯示屏之間時，菲涅爾附加鏡片的菲涅爾面型可以朝向光學透鏡或者顯示屏，優(yōu)選的是朝向顯示屏，平面朝向光學透鏡。

所述的菲涅爾附加鏡片的單面或者雙面為菲涅爾面型。

優(yōu)選的，菲涅爾附加鏡片采用一面為平面，另一面為菲涅爾面型的結構。

所述的菲涅爾附加鏡片與光學透鏡之間沿光軸的距離為1mm～5mm。

所述的菲涅爾附加鏡片從虛擬現實頭盔的頂面豎直插入或者從虛擬現實頭盔側面水平插入，插入后通過頭盔框架內的凹槽固定。