[發(fā)明專利]目視光學(xué)成像系統(tǒng)及顯示設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910687712.8
• 申請(qǐng)日: 2019-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110488492A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳云峰;羅誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B27/01
• 分類(lèi)號(hào): G02B27/01
• 代理公司: 44202 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強(qiáng)<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>

本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)了一種目視光學(xué)成像系統(tǒng)，包括折射透鏡和反射鏡，折射透鏡包括入光面和出光面，成像光線從入光面一側(cè)進(jìn)入，從出光面一側(cè)射出，出射后進(jìn)入人眼后形成第一圖像，反射鏡為反射鏡，環(huán)設(shè)于出光面的外沿，反射鏡包括反射面，用于將從出光面出射的部分成像光線反射，被反射的成像光線進(jìn)入人眼后形成第二圖像，第二圖像形成于第一圖像的外圍，且與第一圖像形成一副完整圖像。本申請(qǐng)實(shí)施例中的目視光學(xué)成像系統(tǒng)可以眼罩或者頭盔等頭戴式顯示設(shè)備中，通過(guò)在折射透鏡的外沿設(shè)置反射鏡，從而將不能借助折射透鏡匯聚到人眼的部分成像光線，借助反射鏡匯聚至人眼成像，增大了用戶的視場(chǎng)角，擴(kuò)大了可視范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及頭戴式顯示光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及目視光學(xué)成像系統(tǒng)及顯示設(shè)備。

背景技術(shù)

近年來(lái)，伴隨著虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AugmentedReality，簡(jiǎn)稱，AR)技術(shù)的發(fā)展，頭戴式圖像顯示設(shè)備成為許多公司研發(fā)的重點(diǎn)。對(duì)于頭戴式圖像顯示設(shè)備而言，影響到用戶體驗(yàn)的主要包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的輕便、產(chǎn)品視場(chǎng)角的大小幾個(gè)方面。由于頭戴式圖像顯示設(shè)備直接與人的頭部接觸，輕便化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)乎用戶的佩戴舒適感，而設(shè)備的視場(chǎng)角大小，直接決定了用戶在佩戴設(shè)備時(shí)的浸入感，當(dāng)視場(chǎng)角越大時(shí)，用戶的視角越開(kāi)闊，獲取的圖像信息也越多，對(duì)于虛擬鏡像的浸入感也會(huì)增強(qiáng)。因此，如何增大頭戴式圖像顯示設(shè)備的視場(chǎng)角是現(xiàn)階段需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種目視光學(xué)成像系統(tǒng)及頭戴式顯示設(shè)備，在確保產(chǎn)品結(jié)構(gòu)小巧簡(jiǎn)單的同時(shí)，擴(kuò)大了目視光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)角，增強(qiáng)了用戶的浸入感。

第一方面，一種實(shí)施方式中，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種目視光學(xué)成像系統(tǒng)，包括折射透鏡和反射鏡，所述折射透鏡包括入光面和出光面，成像光線從所述入光面一側(cè)進(jìn)入，從所述出光面一側(cè)出射，出射后進(jìn)入人眼后形成第一圖像，所述反射鏡環(huán)繞設(shè)置在所述折射透鏡的邊緣且位于所述出光面的一側(cè)反射鏡，所述反射鏡包括反射面，用于將從所述出光面出射的部分所述成像光線反射，被反射的所述成像光線進(jìn)入人眼后形成第二圖像，所述第二圖像形成于所述第一圖像的外圍，且與所述第一圖像拼接形成一副完整圖像。當(dāng)成像光線從入射面進(jìn)入折射透鏡時(shí)只有一部分能夠匯聚到人眼，形成第一圖像，此時(shí)人眼的第一成像角度由折射透鏡所決定，本實(shí)施例通過(guò)在折射透鏡的外沿設(shè)置反射鏡，利用反射鏡的反射面，將從出光面出射但是無(wú)法會(huì)聚到人眼的部分成像光線反射到人眼，形成第二圖像，此時(shí)，第二圖像呈現(xiàn)的景象為第一成像角度以外的景象，即借助反射鏡將人眼可視范圍從第一成像角度增大到第二成像角度，人眼能看到的景象也由原來(lái)的第一圖像變成第一圖像與第二圖像的結(jié)合。

一種實(shí)施方式中，所述入光面和所述出光面分別為所述折射透鏡的兩個(gè)凸面。為了簡(jiǎn)化對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，讓入光面和出光面設(shè)計(jì)成兩個(gè)凸面，則此時(shí)的折射透鏡即為一個(gè)凸透鏡，利用該凸透鏡即可完成對(duì)成像光線的折射，使其匯聚到人眼成像。

一種實(shí)施方式中，所述入光面和所述出光面為球面、非球面、菲涅爾面、自由曲面鏡片中的任意一種。采用球面、非球面、涅菲爾面、自由曲面鏡片中的任何一種，而不是采用平面的目的是讓被折射的成像光線在更為均勻的在人眼處成像。

一種實(shí)施方式中，所述反射鏡包括內(nèi)壁和外壁，所述反射面設(shè)于所述內(nèi)壁，將反射面設(shè)計(jì)在反射鏡的內(nèi)壁，這樣從出光面出射的光線既可以直接射在反射面，借助反射面的作用入射到人眼中，同時(shí)，反射鏡是一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，將反射面設(shè)計(jì)在內(nèi)壁上，有助于對(duì)反射面的保護(hù)，防止外界碰撞造成的刮花和變形。

一種實(shí)施方式中，在所述反射面上附有一層介質(zhì)膜，用于調(diào)整所述成像光線被反射的角度。在反射面上設(shè)有一層介質(zhì)膜，一方面介質(zhì)膜對(duì)反射面起到了保護(hù)作用，另一方面介質(zhì)膜能夠調(diào)整成像光線被反射的角度，通過(guò)該項(xiàng)調(diào)整，有助于反射面對(duì)成像角度的控制。