一種頭戴目鏡系統(tǒng)和頭戴顯示設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種頭戴目鏡系統(tǒng)和頭戴顯示設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，曲面顯示屏將會(huì)逐漸進(jìn)入人們的視野，因此曲面顯示屏也 會(huì)漸漸的應(yīng)用于頭戴式可視設(shè)備（Head Mount Display，HMD)系統(tǒng)中。
[0003] 現(xiàn)今共軸的HMD光學(xué)系統(tǒng)無(wú)法滿足曲面顯示屏，且由于曲面顯示屏在曲率上有一 定的自由度所以需要光學(xué)系統(tǒng)能夠以調(diào)節(jié)的方式滿足于一定曲率范圍下的曲面屏幕。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型提供了一種頭戴目鏡系統(tǒng)和頭戴顯示設(shè)備，通過調(diào)節(jié)能夠適配不同曲 率的曲面顯示屏。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 一方面，本實(shí)用新型提供了一種頭戴目鏡系統(tǒng)，所述頭戴目鏡系統(tǒng)包括：曲面顯示 屏和分別用于左眼和右眼的兩組目鏡；在光路光闌和所述曲面顯示屏之間，沿著光線入射 方向，每組目鏡依次設(shè)置一負(fù)透鏡和一正透鏡，
[0007] 所述負(fù)透鏡為可移動(dòng)透鏡，所述正透鏡為固定透鏡；
[0008] 所述負(fù)透鏡可相對(duì)于正透鏡做剪切移動(dòng)，移動(dòng)方向垂直于正透鏡的光軸，移動(dòng)軌 跡位于正透鏡的光軸與曲面顯示屏的中心法線確定的平面內(nèi)。
[0009] 其中，所述負(fù)透鏡沿著光線入射方向依次包括：為平面的第一表面和為凹面的第 二表面；
[0010] 所述正透鏡沿著光線入射方向依次包括：為凸面的第三表面和為平面的第四表 面。
[0011] 其中，所述頭戴目鏡系統(tǒng)的焦距f，所述負(fù)透鏡的焦距，正透鏡的焦距f2滿足下 述關(guān)系式：
[0012]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述頭戴目鏡系統(tǒng)包括：曲面顯示屏和分別用于 左眼和右眼的兩組目鏡；在光路光闌和所述曲面顯示屏之間，沿著光線入射方向，每組目鏡 依次設(shè)置一負(fù)透鏡和一正透鏡， 所述負(fù)透鏡為可移動(dòng)透鏡，所述正透鏡為固定透鏡； 所述負(fù)透鏡可相對(duì)于正透鏡做剪切移動(dòng)，移動(dòng)方向垂直于正透鏡的光軸，移動(dòng)軌跡位 于正透鏡的光軸與曲面顯示屏的中心法線確定的平面內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于， 所述負(fù)透鏡沿著光線入射方向依次包括：為平面的第一表面和為凹面的第二表面； 所述正透鏡沿著光線入射方向依次包括：為凸面的第三表面和為平面的第四表面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述頭戴目鏡系統(tǒng)的焦距f，所 述負(fù)透鏡的焦距，正透鏡的焦距4滿足下述關(guān)系式：
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述頭戴目鏡系統(tǒng)的總長(zhǎng)L，系 統(tǒng)后焦1滿足下述關(guān)系式：
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)透鏡的剪切位移量d，所 述曲面顯示屏的曲面半徑R滿足下述關(guān)系式：
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)透鏡的第二表 面和所述正透鏡的第三表面均為非球面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述第二表面和第三表面的非 球面的最高項(xiàng)為二次項(xiàng)， 所述第二表面和第三表面的非球面二次項(xiàng)系數(shù)分別為k2、k3，其中-I<k2< 0, -20 <k3 < _1o
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)透鏡和所述正透鏡均為 塑料材質(zhì)； 所述負(fù)透鏡的折射率范圍為1. 45 < ni< 1. 75,色散范圍為25 <V 40 ; 所述正透鏡的折射率范圍為1. 45 <n2< 1. 70,色散范圍為50 <V2< 75。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)透鏡為POLYCARB型號(hào)的 塑料材質(zhì)，其折射率Ii1= 1.5588470,色散V1= 29.91 ; 所述正透鏡為E48R型號(hào)的塑料材質(zhì)，其折射率n2= 1.531160,色散V2= 56. 04。
10. -種頭戴顯示設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的頭戴目鏡系統(tǒng)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種頭戴目鏡系統(tǒng)和頭戴顯示設(shè)備，所述頭戴目鏡系統(tǒng)包括：曲面顯示屏和分別用于左眼和右眼的兩組目鏡；在光路光闌和所述曲面顯示屏之間，沿著光線入射方向，每組目鏡依次設(shè)置一負(fù)透鏡和一正透鏡，所述負(fù)透鏡為可移動(dòng)透鏡，所述正透鏡為固定透鏡；所述負(fù)透鏡可相對(duì)于正透鏡做剪切移動(dòng)，移動(dòng)方向垂直于正透鏡的光軸，移動(dòng)軌跡位于正透鏡的光軸與曲面顯示屏的中心法線確定的平面內(nèi)。本技術(shù)方案通過移動(dòng)負(fù)透鏡改變光線在負(fù)透鏡的相對(duì)入射高度使所述頭戴目鏡系統(tǒng)能夠適配不同曲率的曲面顯示屏。
【IPC分類】G02B25-04, G02B27-01
【公開號(hào)】CN204536649
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520100325
【發(fā)明人】王元鵬
【申請(qǐng)人】青島歌爾聲學(xué)科技有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月11日