头戴式显示设备制造技术

本发明专利技术提供一种虚拟现实的头戴式显示设备，包括第一显示器、第一透镜、第二透镜、分光镀膜以及第二显示器。第一显示器的主动面产生第一显示影像光束。第一透镜具有朝向第一显示器的主动面的第一表面，以及与第一表面相对的第二表面。第二透镜具有相对的第三表面以及第四表面。分光镀膜设置在第一透镜的第二表面与第二透镜的第三表面间。其中，第二透镜的第三表面与第一透镜的第二表面通过分光镀膜相互贴合。第二显示器具有主动面朝向第二透镜的第四表面。第二显示器的主动面产生第二显示影像光束。光束。光束。

【技术实现步骤摘要】
头戴式显示设备


[0001]本专利技术涉及一种虚拟现实的头戴式显示设备，且特别涉及一种可扩大视野的虚拟现实的头戴式显示设备。

技术介绍

[0002]大视野(field of view，FOV)与体积小型化是现今虚拟现实效果的头戴式显示设备中非常重要的指标。此外，对于多深度显示效果的设计讨论也是不胜枚举。例如以多个像平面来解决视觉辐辏调节冲突(Vergence
‑
accommodation conflict)的问题，能够有效帮助缓解穿戴头戴显示器的视觉不舒适感。然而多深度显示的架构往往需要在头戴式显示设备中增加许多组件、体积，使得追求视觉防晕眩的舒适与追求穿戴的轻巧舒适难以兼顾。

技术实现思路

[0003]本专利技术是针对一种虚拟现实的头戴式显示设备，在兼顾轻量化的条件下，可同时满足大视角、小体积以及支持同时多深度显示的需求。
[0004]根据本专利技术的实施例，虚拟现实的头戴式显示设备包括第一显示器、第一透镜、第二透镜、分光镀膜以及第二显示器。第一显示器具有主动面。第一显示器为穿透式显示器，其主动面产生第一显示影像光束。第一透镜具有朝向第一显示器的主动面的第一表面，以及与第一表面相对的第二表面。第二透镜具有相对的第三表面以及第四表面。分光镀膜设置在第一透镜的第二表面与第二透镜的第三表面间。其中，第二透镜的第三表面与第一透镜的第二表面通过分光镀膜相互贴合，第一透镜为凸透镜，第二透镜为凹透镜或凸透镜。第二显示器具有主动面朝向第二透镜的所述第四表面。第二显示器的主动面产生第二显示影像光束。
[0005]在根据本专利技术的实施例的虚拟现实的头戴式显示设备中，通过设置相互贴合的第一透镜、分光镀膜以及第二透镜，并用以通过反射第一显示器所产生的第一显示影像光束，并可同时透射第二显示器所产生的第二显示影像光束。如此一来，在没有增大头戴式显示设备的尺寸下，有效提供多层示显示现果，且扩大头戴式显示设备的视野。在轻薄设计的前提下，可有效提升显示质量。
附图说明
[0006]包含附图以便进一步理解本专利技术，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本专利技术的实施例，并与描述一起用于解释本专利技术的原理。
[0007]图1为本专利技术一实施例的头戴式显示设备的示意图；
[0008]图2为本专利技术实施例的头戴式显示设备中，第一透镜、第二透镜以及分光镀膜所产生的光路走向的示意图；
[0009]图3A至图3C为本专利技术实施例的影像光束的传递动作的示意图；
[0010]图3D至图3F为本专利技术另一实施例的影像光束的传递动作的示意图；
[0011]图4A以及图4B分别为本专利技术另一实施例的头戴式显示设备的不同实施方式的示意图。
[0012]附图标号说明
[0013]100、401、402：头戴式显示设备；
[0014]110、310、410：第一显示器；
[0015]120、210、320、320
’
：第一透镜；
[0016]130、220、330、330
’
：第二透镜；
[0017]150、350、450：第二显示器；
[0018]460、470：第三透镜；
[0019]140、230、340、340
’
：分光镀膜；
[0020]470：致动器；
[0021]AF1、AF2：主动面；
[0022]CS：电气信号；
[0023]HD1、HD2：水平方向；
[0024]NAF：非主动面；
[0025]SF1～SF4、SF1
’
、SF2
’
、SF3
’
：表面；
[0026]TG：目标区；
[0027]LB11、LB12、LB21～LB23：光束；
[0028]RLB11、RLB12：反射光束；
[0029]IMB1、IMB2：显示影像光束；
[0030]RIMB1：反射显示影像光束；
[0031]FIMB2：聚焦后影像光束。
具体实施方式
[0032]现将详细地参考本专利技术的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
[0033]请参照图1，图1为本专利技术一实施例的头戴式显示设备的示意图。头戴式显示设备100包括第一显示器110、第一透镜120、第二透镜130、分光镀膜140以及第二显示器150。第一显示器110可以为穿透式显示器。第一显示器110具有主动面AF1。第一显示器110用以在主动面AF1上产生第一显示影像光束。第一透镜120具有第一表面SF1及第二表面SF2。第一透镜120的第一表面SF1朝向第一显示器110的主动面。第一透镜120的第二表面SF2则与第一透镜120的第一表面SF1相对。第二透镜130具有相对的第三表面SF3及第四表面SF4。分光镀膜140则设置在第一透镜120的第二表面SF2以及第二透镜130的第三表面SF3间。在本实施例中，第二透镜130的第三表面SF3通过分光镀膜140以与第一透镜120的第二表面SF2相互贴合。
[0034]在本实施例中，第一透镜120为一凸透镜，第二透镜130则为一凹透镜。而第一显示器110的主动面AF1上所产生的第一显示影像光束可被投射至第一透镜120的第一表面SF1，第一显示影像光束并可进一步被传送至第一透镜120的第二表面SF2上的分光镀膜140。分光镀膜140可反射针对所接收到的第一显示影像光束以产生反射显示影像光束，并使反射
显示影像光束透射第一显示器110，并被投射至一目标区TG。其中，目标区TG为头戴式显示设备100的出瞳(Exit Pupil)位置，对应于头戴式显示设备100的用户的眼球的位置。头戴式显示设备100的使用者的眼球则朝向第一显示器110的非主动面NAF1。
[0035]另外，第二显示器150具有主动面AF2，其中第二显示器150的主动面AF2朝向第二透镜130的第四表面SF4。第二显示器150的主动面AF2可用以产生第二显示影像光束，并使所产生的第二影像光束向第二透镜130的第四表面SF4进行投射。在本实施例中，通过第二透镜130以及第一透镜120所产生的聚焦作用，可依据第二显示影像光束来产生聚焦后影像光束。聚焦后影像光束可被传送以通过第一显示器110，并被传送至目标区TG。
[0036]在此请注意，在本实施例中，第一透镜120的第一表面SF1可具有第一曲率CR1，第一透镜120的第二表面SF2具有第二曲率CR2，其中，第一曲率CR1的绝对值小于第二曲率CR2的绝对值。第二透镜130的第三表面SF3可具有第三曲率CR3，第二透镜130的第四表面SF4具有第四曲率CR4。此外，第一曲率CR1与第四曲率CR4可以是相同的，且第二曲率CR2与第三曲率CR3相加可以等于0。
[0037]具体来说，第一透镜120的第二表面SF2可以是一凸面，第二透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实的头戴式显示设备，其特征在于包括：第一显示器，具有主动面，所述第一显示器为穿透式显示器，所述第一显示器的主动面产生一第一显示影像光束；第一透镜，具有朝向所述第一显示器的主动面的第一表面，以及与所述第一表面相对的第二表面；第二透镜，具有相对的第三表面以及第四表面；分光镀膜，设置在所述第一透镜的所述第二表面与所述第二透镜的所述第三表面间，其中所述第二透镜的所述第三表面与所述第一透镜的所述第二表面通过所述分光镀膜相互贴合，所述第一透镜为凸透镜，所述第二透镜为凸透镜或凹透镜；以及第二显示器，具有主动面朝向所述第二透镜的所述第四表面，所述第二显示器的主动面产生第二显示影像光束。2.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于所述第一显示器的非主动面相对于所述第一显示器的主动面，所述第一显示器的非主动面朝向使用者。3.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于所述第一透镜的所述第一表面具有第一曲率，所述第一透镜的所述第二表面具有第二曲率，所述第一曲率的绝对值小于所述第二曲率的绝对值；以及所述第二透镜的所述第三表面具有第三曲率。4.根据权利要求3所述的头戴式显示设备，其特征在于所述第二曲率与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡孟哲，刘奎均，
申请(专利权)人：宏达国际电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：