[實用新型]一種頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)及頭戴顯示設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820203577.6
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN207780380U
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張韋韙;劉海峰;劉洋
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳惠牛科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B13/00;G02B1/10
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 張全文

本實用新型屬于智能穿戴電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)及頭戴顯示設(shè)備，包括沿光路依次設(shè)置的圖像產(chǎn)生單元、透鏡單元、第一光學(xué)單元以及第二光學(xué)單元，其中圖像產(chǎn)生單元用于產(chǎn)生和發(fā)射攜帶圖像信息的光束，透鏡單元用于透射圖像產(chǎn)生單元產(chǎn)生的光束并縮小頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距，第一光學(xué)單元用于對光束進(jìn)行反射和透射，第二光學(xué)單元用于對光束進(jìn)行反射，經(jīng)第二光學(xué)單元反射的光束回到第一光學(xué)單元，且經(jīng)第一光學(xué)單元透射后進(jìn)入用戶的眼睛，第一光學(xué)單元的中心軸與透鏡單元的中心軸成第一預(yù)設(shè)夾角，第二光學(xué)單元的中心軸與透鏡單元的中心軸成第二預(yù)設(shè)夾角；頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)在具有大視場角的同時具有較小的尺寸結(jié)構(gòu)，改善了用戶體驗。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于智能穿戴電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)及頭戴顯示設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的顯示設(shè)備被廣泛應(yīng)用于人們的日常生活以及工作當(dāng)中，為人們的日常生活以及工作帶來了巨大的便利，成為當(dāng)今人們不可或缺的重要工具。其中頭戴顯示技術(shù)作為一種由光學(xué)、電子學(xué)、軟件交互等多種領(lǐng)域相結(jié)合的新型技術(shù)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

頭戴式顯示器(HMD)中的微型顯示器和光學(xué)系統(tǒng)將來自微型顯示器的圖像投射到用戶眼睛并允許用戶看到真實世界。頭戴式顯示器具有許多實用性的應(yīng)用和休閑的應(yīng)用，例如航空和航天應(yīng)用領(lǐng)域允許飛行員看見重要的飛行控制信息而不必使他們的眼睛離開飛行路徑；公共安全領(lǐng)域應(yīng)用包括地圖和熱成像的戰(zhàn)術(shù)顯示；其他領(lǐng)域的應(yīng)用還包括視頻游戲、交通運輸和無線電通信等。

為了讓用戶在使用時具有更好的使用體驗，往往要求頭戴式顯示器具有較大的視場角以及較小的尺寸結(jié)構(gòu)，從而使得用戶可以具有大的視場角，同時佩戴舒適。然而，現(xiàn)有的頭戴式顯示器為了獲得較大的視場角，往往需要采用尺寸較大的微顯示器，從而造成頭戴式顯示器的整體尺寸偏大；而采用尺寸較小的微顯示器時，頭戴式顯示器的視場角又會減小，因而會影響用戶的使用體驗。

以上不足，有待改進(jìn)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的頭戴式顯示器無法同時滿足大視場角和較小的尺寸結(jié)構(gòu)的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：提供一種頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)，包括沿光路依次設(shè)置的：

圖像產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生和發(fā)射攜帶圖像信息的光束；

透鏡單元，用于透射光束并縮小所述頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距；

第一光學(xué)單元，用于對光束進(jìn)行反射和透射，所述第一光學(xué)單元的中心軸與所述透鏡單元的中心軸成第一預(yù)設(shè)夾角；

第二光學(xué)單元，用于對光束進(jìn)行反射，所述第二光學(xué)單元的中心軸與所述透鏡單元的中心軸成第二預(yù)設(shè)夾角；

光束經(jīng)所述第二光學(xué)單元反射后回到所述第一光學(xué)單元，并經(jīng)所述第一光學(xué)單元透射后進(jìn)入用戶的眼睛。

進(jìn)一步地，所述第一預(yù)設(shè)夾角為45°，所述第二預(yù)設(shè)夾角為90°；

所述圖像產(chǎn)生單元為微顯示器，所述微顯示器與所述透鏡單元共軸；

所述第二光學(xué)單元的中心軸所在的方向為X方向，所述微顯示器的中心軸所在的方向為Y方向，所述X方向與所述Y方向相互垂直，所述微顯示器的中心軸與所述第二光學(xué)單元的中心軸垂直相交于所述第一光學(xué)單元；

所述透鏡單元至少包括5個沿光路依次設(shè)置的透鏡，所述透鏡單元在Y方向上的高度不大于100毫米。

進(jìn)一步地，所述透鏡單元包括沿光路依次設(shè)置的：

第一透鏡，所述第一透鏡為具有正光焦度的彎月透鏡；

第二透鏡，所述第二透鏡為具有正光焦度的雙凸透鏡；