虚拟显示变焦镜头制造技术

本发明专利技术公开了一种虚拟显示变焦镜头，包含第一分光镜配置于光线的传递路径上，用以反射光线；显示组件接收经由第一分光镜反射的光线，以投射影像光线穿透第一分光镜；第二分光镜配置于影像光线的传递路径上，使得穿透第一分光镜的影像光线穿透第二分光镜；反射镜配置于影像光线的传递路径上，以反射穿透第二分光镜的影像光线，使得影像光线通过第二分光镜反射至使用者的眼睛；以及变焦组件可替换式地配置于第二分光镜的一侧，以调整虚拟显示变焦镜头的有效焦距。本发明专利技术的虚拟显示变焦镜头利用可替换的变焦组件或者利用液晶透镜改变影像光线的角度，以调整虚拟显示变焦镜头的有效焦距，进而调整使用者所观看到的虚拟图像的放大倍率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种虚拟显示变焦镜头，特别关于一种具有可替换式变焦组件的虚拟显示变焦镜头。
技术介绍
随着显示设备的发展，显示设备的大小和重量朝着微型化的方向发展。近年来，头戴式显示器(Head Mount Display，HMD)被研制为一种用于虚拟现实(Virtual Reality，VR)系统以穿戴在使用者头上的影像显示器，并且应用的领域也愈来愈广泛。头戴式显示器系将显示组件以眼镜或头盔等形式放置于使用者眼前，透过近距离对使用者眼睛投射虚拟图像，以产生一个广视角的画面，并且让使用者可随处接收影像信息。然而，一般头戴式显示器的有效焦距(Effective Focal Length)均为固定的(即无法调整虚拟图像的大小)，此种设计造成使用者无法调整虚拟图像的放大倍率，而降低了头戴式显示器于使用上的方便性。
技术实现思路
有鉴于现有技术存在的上述问题，本专利技术的一个目的就是提供一种虚拟显示变焦镜头，至少包含第一分光镜、显示组件、第二分光镜、反射镜及变焦组件。其中，第一分光镜配置于光源所产生的光线的传递路径上，用以反射光线；显示组件接收经由第一分光镜反射的光线，以投射影像光线穿透第一分光镜；第二分光镜配置于影像光线的传递路径上，使得穿透第一分光镜的影像光线穿透第二分光镜；反射镜配置于影像光线的传递路径上，以反射穿透第二分光镜的影像光线，使得影像光线通过第二分光镜反射至使用者的眼睛；以及变焦组件可替换式地配置于第二分光镜的一侧，以调整虚拟显示变焦镜头的有效焦距。此外，本专利技术的虚拟显示变焦镜头还包含四分之一波板(Quarter Wavelength Plate)配置于第一分光镜及显示组件之间。前述的变焦组件可选自于由正透镜(Positive Lens)及负透镜(Negative Lens)所组成的族群。前述的显示组件可为硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)显示组件。前述的反射镜可为凹面反射镜(Concave Mirror)。根据本专利技术的另一目的，提出一种虚拟显示变焦镜头，至少包含第一分光镜配置于光源所产生的光线的传递路径上，用以反射光线；显示组件接收经由第一分光镜反射的光线，以投射影像光线穿透第一分光镜；第二分光镜配置于影像光线的传递路径上，使得穿透第一分光镜的影像光线穿透第二分光镜；反射镜配置于影像光线的传递路径上，以反射穿透第二分光镜的影像光线，使得影像光线通过第二分光镜反射至使用者的眼睛；以及变焦组件配置于第二分光镜的一侧，以调整虚拟显示变焦镜头的有效焦距。此外，本专利技术的虚拟显示变焦镜头还包含四分之一波板，配置于第一分光镜及显示组件之间。前述的变焦组件可为液晶透镜(Liquid Crystal Lens)。前述的显示组件可为硅基液晶(LCoS)显示组件。前述的反射镜可为凹面反射镜。承上所述，本专利技术的虚拟显示变焦镜头，可具有下述优点中的一个或多个：(1)本专利技术的虚拟显示变焦镜头利用可替换的变焦组件，以调整虚拟显示变焦镜头的有效焦距，进而调整使用者所观看到的虚拟图像的放大倍率。(2)本专利技术的虚拟显示变焦镜头利用液晶透镜改变影像光线的角度，以调整虚拟显示变焦镜头的有效焦距，进而调整使用者所观看到的虚拟图像的放大倍率。附图说明图1为本专利技术的虚拟显示变焦镜头的第一实施例的示意图。图2为本专利技术的虚拟显示变焦镜头的第一实施例的可旋转替换变焦镜头的示意图。图3为本专利技术的虚拟显示变焦镜头的第二实施例的示意图。附图标记说明10：光源11：光线20：第一分光镜30：显示组件31、32：影像光线40：第二分光镜50：反射镜60：使用者的眼睛70：变焦组件71：正透镜72：负透镜73：正负透镜的组合74：液晶透镜具体实施方式以下将参照相关附图，说明依照本专利技术的虚拟显示变焦镜头的实施例，为便于理解，下述实施例中的相同组件以相同的附图标记来说明。请参阅图1，1图1为本专利技术的虚拟显示变焦镜头的第一实施例的示意图。此虚拟显示变焦镜头至少包含第一分光镜20、显示组件30、第二分光镜40、反射镜50及变焦组件70。其中，第一分光镜20配置于光源10所产生的光线11的传递路径上，用以反射光线11。其中，光源10可为发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)；第一分光镜20可为偏振分光镜；光线11可为已极化的偏振光，如P偏振或S偏振。续言之，显示组件30接收经由第一分光镜20反射的光线11，以投射影像光线31穿透第一分光镜20。其中，显示组件30所投射的影像光线31可为S偏振方向的偏振光或P偏振方向的偏振光，且影像光线31的偏振方向与光线11的偏振方向可为正交。前述的显示组件30则可为反射式硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)显示组件。续言之，第二分光镜40及四分之一波板80皆配置于影像光线31的传递路径上，使得穿透第一分光镜20的影像光线31依序穿透第二分光镜40及四分之一波板80，进而通过反射镜50反射穿透第二分光镜40及四分之一波板80的影像光线31。其中，第二分光镜40可为偏振分光镜。其中，当穿透第一分光镜20的影像光线31依序穿透第二分光镜40及四分之一波板80时，影像光线31可为圆偏振光(Circularly Polarized Light)。其中，反射镜50可为凹面反射镜(Concave Mirror)。接着，反射镜50反射影像光线31后，反射后的影像光线32便再次穿透四分之一波板80，使得影像光线32的偏振方向相较于显示组件30所投射的影像光线31的偏振方向旋转了90度，进而通过第二分光镜40将影像光线32反射至使用者的眼睛60。其中，影像光线31的偏振方向与反射后的影像光线32的偏振方向可为正交。续言之，变焦组件70为可抽换式或可旋转替换式地配置于第二分光镜40的一侧，以调整虚拟显示变焦镜头的有效焦距，进而调整使用者的眼睛60所观看到的虚拟图像的放大倍率。然而，本专利技术的变焦组件70的配置可不限于第一实施例的配置方式，变焦组件70亦可配置于第一分光镜20与第二分光镜40之间。其中，变焦组件70可选自于由正透镜(Positive Lens)及负透镜(Negative Lens)所组成的族本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟显示变焦镜头，其特征在于，包含：第一分光镜，配置于光源所产生的光线的传递路径上，用以反射所述光线；显示组件，接收经由所述第一分光镜反射的所述光线，以投射影像光线穿透所述第一分光镜；第二分光镜，配置于所述影像光线的传递路径上，使得穿透所述第一分光镜的所述影像光线穿透所述第二分光镜；反射镜，配置于所述影像光线的传递路径上，以反射穿透所述第二分光镜的所述影像光线，使得所述影像光线通过所述第二分光镜反射至使用者的眼睛；以及变焦组件，可替换式地配置于所述第二分光镜的一侧，以调整所述虚拟显示变焦镜头的有效焦距。

【技术特征摘要】
2013.10.24 TW 1021384871.一种虚拟显示变焦镜头，其特征在于，包含：
第一分光镜，配置于光源所产生的光线的传递路径上，用以反射
所述光线；
显示组件，接收经由所述第一分光镜反射的所述光线，以投射影
像光线穿透所述第一分光镜；
第二分光镜，配置于所述影像光线的传递路径上，使得穿透所述
第一分光镜的所述影像光线穿透所述第二分光镜；
反射镜，配置于所述影像光线的传递路径上，以反射穿透所述第
二分光镜的所述影像光线，使得所述影像光线通过所述第二分光镜反
射至使用者的眼睛；以及
变焦组件，可替换式地配置于所述第二分光镜的一侧，以调整所
述虚拟显示变焦镜头的有效焦距。
2.如权利要求1所述的虚拟显示变焦镜头，其特征在于，所述变
焦组件选自于由正透镜及负透镜所组成的族群。
3.如权利要求1所述的虚拟显示变焦镜头，其特征在于，所述显
示组件为硅基液晶显示组件。
4.如权利要求1所述的虚拟显示变焦镜头，其特征在于，还包含
四分之一波板配置于所述第一分光镜及所述显示组件之间。
5.如权利要求1所述的虚拟显示变焦镜头...

【专利技术属性】
技术研发人员：游进洲，陈俊民，廖政顺，
申请(专利权)人：尚立光电股份有限公司，新华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71