光學系統(tǒng)和視頻眼鏡的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種光學系統(tǒng)和視頻眼鏡，其中光學系統(tǒng)包括光學模組和顯示屏，光學模組能夠傳遞顯示屏的圖像，光學模組包括透鏡組和分光器，分光器包括中間部分、第一弧面和第二弧面，第二弧面與透鏡組相對設置，顯示屏的圖像依次經(jīng)過第二弧面、中間部分和第一弧面，第一弧面和第二弧面為凸面。本實用新型提供的光學系統(tǒng)和視頻眼鏡，通過在分光器上設置有2個弧面，解決了現(xiàn)有技術中視頻眼鏡分辨率過低和體積過大的問題。
【專利說明】
光學系統(tǒng)和視頻眼鏡
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光學系統(tǒng)和視頻眼鏡。
【背景技術】
[0002]近眼顯示器是可佩戴顯示器的基本組件，可佩戴顯示器有時也被稱為“頭戴式顯不器(head-mounted display, HMD)” 或可佩戴抬頭顯不器(wearable heads-up display)或視頻眼鏡。頭戴式顯示器將一個或多個圖形顯示器放置得靠近佩戴者的一只眼睛或兩只眼睛。為了在顯示器上生成圖像，可使用計算機處理系統(tǒng)。這種顯示器可占據(jù)佩戴者的整個視野，或者只占據(jù)佩戴者的視野的一部分。另外，頭戴式顯示器可以像一副眼鏡那么小或者像頭盔那么大。
[0003]可佩戴顯示器的新興的和預期的用途包括用戶實時地與增強現(xiàn)實或虛擬現(xiàn)實交互的應用。這種應用可能是任務關鍵的或安全關鍵的，例如在公共安全或航空背景中。這些應用也可能是娛樂性的，例如交互式游戲。
[0004]現(xiàn)有的頭戴式顯示器存在一些問題，如:谷歌眼鏡因為分辨率過?。欢髂岬念^戴式顯示器，體積比較龐大。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型提供一種視頻眼鏡，以解決現(xiàn)有技術中視頻眼鏡分辨率過低和體積大的問題。
[0006]本實用新型的上述技術目的是采用如下技術方案予以實現(xiàn):
[0007]一種光學系統(tǒng)，包括光學模組和顯示屏，所述光學模組能夠傳遞所述顯示屏的圖像，所述光學模組包括透鏡組和分光器，所述分光器包括中間部分、第一弧面和第二弧面，所述第二弧面與所述透鏡組相對設置，所述顯示屏的圖像依次經(jīng)過所述第二弧面、所述中間部分和所述第一弧面，所述第一弧面和所述第二弧面為凸面。
[0008]所述分光器還包括第三弧面，所述第三弧面為凹面，所述第三弧面與所述第一弧面相對設置。
[0009]所述第一弧面和所述第三弧面的面形相同或相似，平行光經(jīng)所述第三弧面從所述第一弧面出射的也是平行光，平行度小于±1度。
[0010]所述分光器包括第一棱鏡和第二棱鏡，所述第一弧面和所述第二弧面位于所述第一棱鏡上，所述第三弧面位于所述第二棱鏡上，所述中間部分位于所述第一棱鏡和所述第二棱鏡之間。
[0011]所述中間部分為半透半反機構。
[0012]本實用新型還提供一種視頻眼鏡，包括:頭帶、保護鏡、外殼，所述視頻眼鏡還包括上述所述的光學系統(tǒng)。
[0013]所述分光器位于所述保護鏡上。
[0014]所述視頻眼鏡還包括視頻接收器和視頻流處理器，所述視頻接收器通過接口接收外部視頻信號，所述視頻流處理器能夠處理所述視頻接收器接收的信號。
[0015]所述視頻流處理器包括視頻信號處理器和顯示屏驅(qū)動信號發(fā)生器。
[0016]所述視頻信號處理器和所述顯示屏驅(qū)動信號發(fā)生器的個數(shù)分別為1-2個。
[0017]本實用新型提供的光學系統(tǒng)和視頻眼鏡，通過在分光器上設置有2個弧面，解決了現(xiàn)有技術中視頻眼鏡分辨率過低和體積過大的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實用新型提供的視頻眼鏡的結(jié)構圖；
[0020]圖2是本實用新型提供的視頻眼鏡的控制框圖；
[0021]圖3是本實用新型實施例一提供的近眼式光學系統(tǒng)；
[0022]圖4是本實用新型實施例一提供的人眼觀察外部場景的光路圖；
[0023]圖5是本實用新型實施例二提供的近眼式光學系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0024]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0025]如圖1所示，本實用新型提供的視頻眼鏡I (頭戴式顯示器)，包括頭帶2，保護鏡3，外殼4。
[0026]視頻眼鏡I，還包括控制電路和光學模組。
[0027]如圖2所示，視頻眼鏡100包括視頻接收器101、視頻流處理器102和顯示屏。
[0028]視頻接收器101通過接口接收外部信息，接口可以是有線或無線。有線例如可包括并行總線或串行總線，諸如通用串行總線(Universal Serial Bus, USB)。無線例如可包括藍牙、IEEE802.11、蜂窩(諸如631\^0獻』]\0^3￥00、'^獻1或LTE)或者Zigbee等等。
[0029]視頻接收器101將接收的信息轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)至視頻流處理器102進行處理，最后在顯示屏上進行顯示。其包括:左眼視頻信息處理器103，右眼視頻信息處理器104，左眼顯示屏驅(qū)動信號發(fā)生器105和右眼顯示屏驅(qū)動信號發(fā)生器106。
[0030]經(jīng)過視頻處理器102處理之后的信號經(jīng)由光學模組傳輸后，在顯示屏上顯示出來。
[0031]光學模組包括左眼光學模組111和右眼光學模組112。顯示屏包括左眼微型顯示屏107和右眼微型顯示屏108。雖然在此提到的視頻信號處理器和顯示屏驅(qū)動信號發(fā)生器的個數(shù)為2個，但是其也可以為I個，顯示屏和光學模組的個數(shù)也可以為1-2個。
[0032]實施例一
[0033]圖3為實施例一的光學系統(tǒng)圖，如圖3所示，光學系統(tǒng)包括光學模組和顯示屏21，光學模組包括分光器30和透鏡組40。
[0034]分光器30設置在保護鏡3上，也可以是整塊保護鏡3都為分光器。
[0035]分光器30包括第一棱鏡31,第二棱鏡34,位于第一棱鏡31與第二棱鏡34之間的中間部分36。
[0036]第一棱鏡31上包括有第一弧面32和第二弧面33。第一弧面32和第二弧面33均為凸面。第二弧面33和第一弧面32的組合能夠放大圖像。
[0037]透鏡組40，包括第一透鏡41和第二透鏡42，透鏡組40用于放大圖像，減少視差和增加視覺距離。
[0038]從顯示屏21產(chǎn)生的圖像通過透鏡組40和分光器30之后，在成像區(qū)域。人眼130在此能夠看到預定的圖像。
[0039]圖4人眼觀察外部場景的光路圖，如圖4所示，分光器30還包括有第三弧面35，其位于第二棱鏡34上。第三弧面35為凹面，用于發(fā)散光線。第一弧面32和第三弧面35的面形相同或相似，具體地，平行光從第三弧面35入射，從第一弧面32出射的也是平行光，出射光的平行度小于±1度。
[0040]也即是，第三弧面35和第一弧面32組成等厚度的透鏡，經(jīng)第三弧面35縮小的效果能夠抵擋第一弧面32放大的效果，這樣人眼從保護鏡3看到的環(huán)境圖像不會產(chǎn)生畸變。
[0041]中間部分36上涂有半透半反膜，其能夠反射顯示屏21的光線，也能透射視頻眼鏡I前方的圖像23。反射材料為部分反射(例如，50%反射)鋁或銀涂層。這些結(jié)構的部分反射性準許充足的外部周圍光通過反射部分30的背側(cè)?；蛘?，所述反射材料可為分色角度選擇性多層表面，所述分色角度選擇性多層表面對于實質(zhì)上法向于中間部分36的表面照射的光為實質(zhì)上透明的，而對以充足傾斜角度投射到中間部分36上的光為實質(zhì)上反射的。
[0042]雖然上面提到的中間部分32為半透半反的，但是在應用到不需要觀看周圍環(huán)境的視頻眼鏡中時，也可以為全反的，此類應用如頭戴式視頻影院或交互游戲等。
[0043]實施例二
[0044]本實施例與實施例一相同之處不再贅述，如圖5所不,其不同之處在于在透鏡組40與分光器30之間多加了一反射鏡43。反射鏡43的作用在于改變光路，這樣的好處是能夠減小視頻眼鏡I的體積。
[0045]本實用新型提供的光學系統(tǒng)和視頻眼鏡，通過在分光器上設置有2個弧面，解決了現(xiàn)有技術中視頻眼鏡分辨率過低和體積過大的問題。
[0046]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種光學系統(tǒng)，包括光學模組和顯示屏，所述光學模組能夠傳遞所述顯示屏的圖像，所述光學模組包括透鏡組和分光器，其特征在于，所述分光器包括中間部分、第一弧面和第二弧面，所述第二弧面與所述透鏡組相對設置，所述顯示屏的圖像依次經(jīng)過所述第二弧面、所述中間部分和所述第一弧面，所述第一弧面和所述第二弧面為凸面。
2.根據(jù)權利要求1所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述分光器還包括第三弧面，所述第三弧面為凹面，所述第三弧面與所述第一弧面相對設置。
3.根據(jù)權利要求2所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第一弧面和所述第三弧面的面形相同或相似，平行光經(jīng)所述第三弧面從所述第一弧面出射的也是平行光，平行度小于±1度。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的光學系統(tǒng),其特征在于，所述分光器包括第一棱鏡和第二棱鏡，所述第一弧面和所述第二弧面位于所述第一棱鏡上，所述第三弧面位于所述第二棱鏡上，所述中間部分位于所述第一棱鏡和所述第二棱鏡之間。
5.根據(jù)權利要求4所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述光學模組還包括反射鏡，所述反射鏡位于所述透鏡組和所述分光器之間。
6.一種視頻眼鏡，包括:頭帶、保護鏡、外殼，其特征在于，所述視頻眼鏡還包括權利要求I至5任一所述的光學系統(tǒng)。
7.根據(jù)權利要求6所述的視頻眼鏡，其特征在于，所述分光器位于所述保護鏡上。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的視頻眼鏡，其特征在于，所述視頻眼鏡還包括視頻接收器和視頻流處理器，所述視頻接收器通過接口接收外部視頻信號，所述視頻流處理器能夠處理所述視頻接收器接收的信號。
9.根據(jù)權利要求8所述的視頻眼鏡，其特征在于，所述視頻流處理器包括視頻信號處理器和顯示屏驅(qū)動信號發(fā)生器。
10.根據(jù)權利要求9所述的視頻眼鏡，其特征在于，所述視頻信號處理器和所述顯示屏驅(qū)動信號發(fā)生器的個數(shù)分別為1-2個。
【文檔編號】G02B27/01GK204086682SQ201420552854
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權日:2014年9月24日
【發(fā)明者】江貴平, 詹達舉 申請人:廣州南北電子科技有限公司