[發(fā)明專利]一種頭戴顯示光學(xué)模組及設(shè)備

有效

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• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN110927976B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱孫杰;牛磊
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥視涯技術(shù)有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明提供一種頭戴顯示光學(xué)模組及設(shè)備，頭戴顯示光學(xué)模組用于將顯示面板顯示畫面成像在用戶觀察側(cè)，包括：光學(xué)鏡組，位于所述顯示面板的發(fā)光顯示側(cè)；保護(hù)層，位于所述顯示面板與所述光學(xué)鏡組之間的光學(xué)路徑上；所述保護(hù)層包括至少一個(gè)第一保護(hù)層，所述第一保護(hù)層的折射率在其內(nèi)部至少沿著徑向連續(xù)變化，所述徑向位于所述第一保護(hù)層所在平面內(nèi)，且由所述第一保護(hù)層的中心指向所述第一保護(hù)層的邊緣。本發(fā)明提供一種頭戴顯示光學(xué)模組及設(shè)備，以使用戶觀察到大視場角下的無色偏圖像，提高光學(xué)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及頭戴顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種頭戴顯示光學(xué)模組及設(shè)備。

背景技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)都是可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，在游戲娛樂、教育、醫(yī)療、軍事模擬等各方面都得到了廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有設(shè)計(jì)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的顯示面板在大的出射角度下發(fā)出的光線存在色偏的問題，即大視角色偏，這將影響用戶觀察到的圖像質(zhì)量。另外，顯示面板在大的出射角度下發(fā)出的光線的能量低，光學(xué)效率也低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種頭戴顯示光學(xué)模組及設(shè)備，以使用戶觀察到大視場角下的無色偏圖像，并且有較高的光學(xué)效率。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種頭戴顯示光學(xué)模組，用于將顯示面板顯示畫面成像在用戶觀察側(cè)，包括：

光學(xué)鏡組，位于所述顯示面板的發(fā)光顯示側(cè)；

保護(hù)層，位于所述顯示面板與所述光學(xué)鏡組之間的光學(xué)路徑上；

所述保護(hù)層包括至少一個(gè)第一保護(hù)層，所述第一保護(hù)層的折射率在其內(nèi)部至少沿著徑向連續(xù)變化，所述徑向位于所述第一保護(hù)層所在平面內(nèi)，且由所述第一保護(hù)層的中心指向所述第一保護(hù)層的邊緣。

可選地，所述第一保護(hù)層的折射率n滿足：

n＝m₀+m₂·r²+m₄·r⁴+j·z₁；

其中，r為與所述第一保護(hù)層的中心的徑向距離，z₁為與所述第一保護(hù)層的中心的軸向距離，所述軸向垂直于所述第一保護(hù)層所在平面，m₀、m₂、m₄和j為實(shí)數(shù)。

可選地，

n＝1.5+0.046r²。

可選地，

n＝1.5+0.01r²+0.0004r⁴。

可選地，所述第一保護(hù)層的折射率在其內(nèi)部還沿著所述軸向連續(xù)變化；

n＝1.5+0.005r²+0.0001r⁴+0.003z₁。

可選地，所述保護(hù)層還包括至少一個(gè)第二保護(hù)層，所述第二保護(hù)層內(nèi)部任意兩個(gè)位置處具有相同的折射率；

所述至少一個(gè)第二保護(hù)層位于所述顯示面板與所述至少一個(gè)第一保護(hù)層之間。

可選地，所述光學(xué)鏡組包括第一凸透鏡、曲面鏡和半透半反組件，所述曲面鏡位于所述半透半反組件遠(yuǎn)離用戶觀察側(cè)的一側(cè)，且所述半透半反組件位于所述第一凸透鏡與所述曲面鏡之間的光學(xué)路徑上；所述第一凸透鏡位于所述保護(hù)層與所述半透半反組件之間。

可選地，所述曲面鏡包括第一非球面，所述第一凸透鏡包括第二非球面；所述第一非球面和所述第二非球面滿足偶次非球面公式：