一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，涉及虛擬顯示技術(shù)領(lǐng)域，該設(shè)備包括：由前殼、后殼、主板、第一曲面顯示屏、第二曲面顯示屏、顯示屏支架；主板固定于顯示屏支架靠近前殼的一面上；第一曲面顯示屏、第二曲面顯示屏固定于所述顯示屏支架遠(yuǎn)離所述后殼的一面上，第一曲面顯示屏以及所述第二曲面顯示屏與主板連接；后殼上還設(shè)置有第一光學(xué)鏡片、第二光學(xué)鏡片；第一曲面顯示屏的中心與第一光學(xué)鏡片的中心位于同一直線上，第二曲面顯示屏的中心與第二光學(xué)鏡片的中心位于同一直線上。使用第一曲面顯示屏、第二曲面顯示屏使得第一光學(xué)鏡片、第二光學(xué)鏡片邊緣的光線成像位置更靠近子午焦點(diǎn)，減少了像散、場(chǎng)曲對(duì)成像質(zhì)量的影響，提高了成像清晰度。
【專利說(shuō)明】
一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及虛擬顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備是頭戴虛擬顯示器的一種，又稱眼鏡式顯示器、隨身影院，是一種通俗的叫法。由于眼鏡式顯示器的外形像眼鏡，又可以為大屏幕顯示音視頻播放器的視頻圖像，所以還可以稱其為視頻眼鏡(video glasses)。視頻眼鏡最初是軍事上需求和應(yīng)用于軍事上的。目前的視頻眼鏡猶如當(dāng)初大哥大手機(jī)所處的階段和地位，未來(lái)在3C融合大發(fā)展的情況下其將獲得非常迅猛的發(fā)展。
[0003]目前，虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中衡量頭戴顯示器的指標(biāo)主要有視場(chǎng)角及分辨率兩種。為了獲得較好的沉浸感，現(xiàn)有技術(shù)中的頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的視場(chǎng)角在100°附近，并且現(xiàn)有技術(shù)中頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備采用了非球面透鏡，非球面透鏡能夠校正球差，獲得較好的成像質(zhì)量。
[0004]但是在現(xiàn)有技術(shù)中，由于非球面透鏡視場(chǎng)角較大，大視場(chǎng)角下會(huì)產(chǎn)生較大的場(chǎng)曲、象散、色差和畸變，所以非球面透在邊緣仍然存在模糊不清的現(xiàn)象，雖然軟件上可以對(duì)畸變、色差進(jìn)行校正，但場(chǎng)曲和像散很難完全校正，造成現(xiàn)有技術(shù)中使用頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備顯示圖像邊緣模糊的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中由于存在場(chǎng)曲和像散導(dǎo)致的使用頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備顯示圖像邊緣模糊的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，包括:
[0007]由前殼和后殼構(gòu)成的封閉殼體、以及位于所述封閉殼體內(nèi)的主板、第一曲面顯不屏、第二曲面顯示屏，顯示屏支架；
[0008]所述主板固定于所述顯示屏支架靠近所述前殼的一面上，用于處理所述第一曲面顯示屏顯示的第一光學(xué)內(nèi)容以及所述第二曲面顯示屏顯示的第二光學(xué)內(nèi)容；
[0009]所述第一曲面顯示屏以及所述第二曲面顯示屏固定于所述顯示屏支架遠(yuǎn)離所述前殼的一面上，并且所述第一曲面顯示屏以及所述第二曲面顯示屏與所述主板連接；
[0010]所述后殼上還設(shè)置有第一光學(xué)鏡片以及所述第二光學(xué)鏡片，用于通過(guò)第一光學(xué)鏡片觀看所述第一曲面顯示屏，通過(guò)第二光學(xué)鏡片觀看所述第二曲面顯示屏；
[0011]所述第一曲面顯示屏的中心與所述第一光學(xué)鏡片的中心位于同一直線上，所述第二曲面顯示屏的中心與所述第二光學(xué)鏡片的中心位于同一直線上。
[0012]在本發(fā)明實(shí)施例中，由于使用了第一曲面顯示屏以及第二曲面顯示屏，經(jīng)過(guò)第一光學(xué)鏡片以及第二光學(xué)鏡片邊緣的光線成像位置比現(xiàn)有技術(shù)中使用直面顯示屏經(jīng)非球面透鏡的邊緣的光線的成像位置更靠近子午焦點(diǎn)，有效的減少了像散對(duì)成像質(zhì)量的影響，并根據(jù)像散與場(chǎng)曲的關(guān)系可知，進(jìn)一步的減少了場(chǎng)曲對(duì)成像質(zhì)量的影響，所以在本發(fā)明實(shí)施例中，提高了經(jīng)過(guò)第一光學(xué)鏡片以及第二光學(xué)鏡片邊緣的光線的成像的清晰度。
[0013]進(jìn)一步地，所述后殼包括第一后殼殼體和第二后殼殼體，所述顯示屏支架包括第一顯示屏支架以及第二顯示屏支架；
[0014]所述第一后殼殼體上設(shè)置有所述第一光學(xué)鏡片，所述第二后殼殼體上設(shè)置有所述第二光學(xué)鏡片；
[0015]所述第一顯示屏支架用于固定所述第一曲面顯示屏，所述第二顯示屏支架用于固定所述第二曲面顯示屏。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例中，使用第一顯示屏支架以及第二顯示屏支架更好的固定了第一曲面顯示屏以及第二曲面顯示屏，并且分別將兩個(gè)光學(xué)鏡片放置于兩個(gè)后殼殼體中，人眼通過(guò)兩個(gè)后殼殼體分別從第一曲面顯示屏和第二全面顯示屏觀看光學(xué)內(nèi)容。
[0017]進(jìn)一步地，所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備還包括:
[0018]第一屏幕基座、第二屏幕基座，所述第一曲面顯示屏通過(guò)所述第一屏幕基座固定于所述第一顯示屏支架，所述第二曲面顯示屏通過(guò)所述第二屏幕基座固定于所述第二顯示屏支架，所述第一屏幕基座的曲率與所述第一曲面顯示屏的曲率一致，所述第二屏幕基座的曲率與所述第二曲面顯示屏的曲率一致。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一顯示屏支架與所述第一屏幕基座固定了第一曲面顯示屏，所述第二顯示屏支架與所述第二屏幕基座固定了第二曲面顯示屏，進(jìn)一步固定了兩個(gè)曲面顯示屏，保證了所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的穩(wěn)定性。
[0020]進(jìn)一步地，所述第一后殼殼體與所述第一屏幕基座相適配，所述第二后殼殼體與所述第二屏幕基座相適配，所述第一后殼殼體與所述第一屏幕基座構(gòu)成第一封閉體，所述第二后殼殼體與所述第二屏幕基座構(gòu)成第二封閉體。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一后殼殼體、第一光學(xué)鏡片、第一顯不屏支架、第一曲面顯不屏、第一屏幕基座構(gòu)成一個(gè)封閉殼體，所述第二后殼殼體、第二光學(xué)鏡片、第二顯不屏支架、第二曲面顯示屏、第二屏幕基座構(gòu)成另一個(gè)封閉殼體，保證了所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的穩(wěn)定性，并且在結(jié)構(gòu)上更易拼裝。
[0022]進(jìn)一步地，所述后殼還包括調(diào)節(jié)旋鈕，通過(guò)所述調(diào)節(jié)旋鈕帶動(dòng)第一調(diào)節(jié)部件以及第二調(diào)節(jié)部件，從而調(diào)整所述第一后殼殼體與所述第二后殼殼體間的距離;所述第一調(diào)節(jié)部件與所述第一后殼殼體聯(lián)動(dòng)，所述第二調(diào)節(jié)部件與所述第二后殼殼體聯(lián)動(dòng)。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)節(jié)旋鈕，可以調(diào)節(jié)兩個(gè)殼體的距離，以保證不同瞳距的人使用所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備都能夠?qū)⑷搜壑行摹⒐鈱W(xué)鏡片中心與曲面屏幕中心調(diào)整在一條直線上，獲得更好的觀看效果。
[0024]進(jìn)一步地，所述第一曲面顯示屏上任一一點(diǎn)的光線經(jīng)過(guò)所述第一光學(xué)鏡片折射并入射到人眼以及所述第二曲面顯示屏上任一一點(diǎn)的光線經(jīng)過(guò)所述第二光學(xué)鏡片折射并入射到人眼分別滿足以下公式:
[0025]l+N*D+T = C
[0026]其中，所述N為所述第一光學(xué)鏡片的折射率或所述第二光學(xué)鏡片的折射率，所述D為所述第一光學(xué)鏡片的厚度或所述第二光學(xué)鏡片的厚度，所述T為所述第一曲面顯示屏上任一一點(diǎn)到達(dá)所述第一光學(xué)鏡片的光程或所述第二曲面顯示屏上任一一點(diǎn)到達(dá)所述第二光學(xué)鏡片的光程，所述L為所述第一光學(xué)鏡片上任一一點(diǎn)到達(dá)人眼的光程或所述第二光學(xué)鏡片上任一一點(diǎn)到達(dá)人眼的光程，C為常數(shù)。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例中，第一曲面屏的曲率根據(jù)第一光學(xué)鏡片的折射率以及厚度確定的，第二曲面屏的曲率根據(jù)第二光學(xué)鏡片的折射率以及厚度確定的，更好的消除場(chǎng)曲對(duì)成像質(zhì)量的影響，以保證所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的成像質(zhì)量。
[0028]進(jìn)一步地，所述第一光學(xué)鏡片以及所述第二光學(xué)鏡片分別由第一外凸的非球面鏡面以及第二外凸的非球面鏡面組成，其中所述第一外凸的非球面鏡面的曲率半徑的絕對(duì)值小于所述第二外凸的非球面鏡面的曲率半徑的絕對(duì)值。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一光學(xué)鏡片以及所述第二光學(xué)鏡片分別由第一外凸的非球面鏡面以及第二外凸的非球面鏡面組成，并且通過(guò)對(duì)兩個(gè)非球面鏡面的曲率半徑的要求，提高了所述光學(xué)鏡片的視場(chǎng)角。
[0030]進(jìn)一步地，所述第一后殼殼體上設(shè)有與所述第一光學(xué)鏡片相適配的通孔，通過(guò)鏡片壓環(huán)將所述第一光學(xué)鏡片鑲嵌在所述第一后殼殼體的通孔上；
[0031]所述第二后殼殼體上設(shè)有與所述第二光學(xué)鏡片相適配的通孔，通過(guò)所述鏡片壓環(huán)將所述第二光學(xué)鏡片鑲嵌在所述第二后殼殼體的通孔上。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例中，利用通孔和壓環(huán)更好的將所述光學(xué)鏡片固定在后殼中，保證了鏡片的穩(wěn)定性。
[0033]進(jìn)一步地，所述第一曲面顯示屏以及第二曲面顯示屏，包括下列屏幕中的任一一種:
[0034]液晶顯示屏IXD、發(fā)光二級(jí)管顯示屏LED和有機(jī)發(fā)光二級(jí)管顯示屏0LED。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例中，不需使用特殊的LED材料，降低了所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的成本。
[0036]進(jìn)一步地，所述第一曲面顯示屏以及第二曲面顯示屏為剛性材料或柔性材料。
[0037]本發(fā)明實(shí)施例中，使用剛性材料能夠提高曲面顯示屏的耐久度，使用柔性材料能夠使曲面屏輕便，易彎折。
【附圖說(shuō)明】
[0038]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)要介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中場(chǎng)曲的光路不意圖；
[0041 ]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中像散的光路示意圖；
[0042]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中由平面顯示屏幕變?yōu)榍骘@示屏幕時(shí)相同視場(chǎng)角的兩點(diǎn)位置不同的示意圖；
[0043]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中使用曲面顯示屏幕后成像位置與使用平面顯示屏幕成像位置對(duì)比圖；
[0044]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖7為本發(fā)明實(shí)施例中一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中等光程原理的光路示意圖；
[0047]圖9為本發(fā)明實(shí)施例中一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的后殼的爆炸圖；
[0048]圖10為本發(fā)明實(shí)施例中使用的光學(xué)透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖11為本發(fā)明實(shí)施例中一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部份實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0051 ]本發(fā)明提供一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，如圖1所示，包括:
[0052]由前殼101和后殼102構(gòu)成的封閉殼體、以及位于所述封閉殼體內(nèi)的主板103、第一曲面顯示屏104、第二曲面顯示屏105、顯示屏支架106;
[0053]所述主板103固定于所述顯示屏支架106靠近所述前殼101的一面上，用于處理所述第一曲面顯示屏104顯示的第一光學(xué)內(nèi)容以及所述第二曲面顯示屏105顯示的第二光學(xué)內(nèi)容；
[0054]所述第一曲面顯示屏104以及所述第二曲面顯示屏105固定于所述顯示屏支架106遠(yuǎn)離所述后殼102的一面上，并且所述第一曲面顯示屏104以及所述第二曲面顯示屏105與所述主板103連接；
[0055]所述后殼102上還設(shè)置有第一光學(xué)鏡片107以及所述第二光學(xué)鏡片108，用于通過(guò)第一光學(xué)鏡片107觀看所述第一曲面顯示屏104，通過(guò)第二光學(xué)鏡片108觀看所述第二曲面顯示屏105;
[0056]所述第一曲面顯示屏104的中心與所述第一光學(xué)鏡片107的中心位于同一直線上，所述第二曲面顯示屏105的中心與所述第二光學(xué)鏡片108的中心位于同一直線上。
[0057]在本發(fā)明實(shí)施例中，第一光學(xué)內(nèi)容可以為人眼需要觀看的左眼或右眼的內(nèi)容，第二光學(xué)內(nèi)容可以為人眼需要觀看的左眼或右眼的內(nèi)容，所述左眼或右眼內(nèi)容為輸入圖像或視頻后經(jīng)主板103處理后得到的。
[0058]在本發(fā)明實(shí)施例中，為了更好的說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中使用第一曲面顯示屏104以及第二曲面顯示屏105后的有益效果，首先說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)中場(chǎng)曲和像散的概念。
[0059]以圖2為例說(shuō)明像散對(duì)所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的影響，軸外物點(diǎn)用細(xì)光束成像時(shí)，形成兩條相互垂直且相隔一定距離的短線像的一種非對(duì)稱性像差被稱為像散，圖2中透鏡的邊緣可以根據(jù)透鏡的主光軸分為透鏡的水平邊緣以及透鏡的垂直邊緣，光路A為從所述垂直邊緣入射的平行光束，成像點(diǎn)在V，V為子午焦點(diǎn)，光路B為從所述水平邊緣入射的平行光束，成像點(diǎn)在H，H為弧矢焦點(diǎn)。子午焦點(diǎn)與弧矢焦點(diǎn)不是同一點(diǎn)，即為像散，像散隨視場(chǎng)的增大而迅速增大，也就是說(shuō)人通過(guò)所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備看到的水平方向邊緣的成像與豎直方向邊緣的成像并不在一個(gè)焦點(diǎn)，會(huì)造成圖像邊緣模糊。
[0060]以圖3為例說(shuō)明場(chǎng)曲對(duì)所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的影響，圖3中，光路I是與透鏡光軸平行的近軸光束入射到透鏡中的光線，光路2是經(jīng)過(guò)透鏡邊緣的視場(chǎng)較大的平行光入射到透鏡中的光線，所述光路I形成的最佳像點(diǎn)為O點(diǎn)，光路2形成的最佳像點(diǎn)為T(mén)點(diǎn)，而非與O點(diǎn)在同一平面的F點(diǎn)，也就是說(shuō)，經(jīng)過(guò)透鏡邊緣的光線最佳成像點(diǎn)與靠近透鏡中心的光線最佳成像點(diǎn)不在同一個(gè)平面內(nèi)，即人眼看到的是最佳成像面，不是一個(gè)垂直的O-F平面，而是經(jīng)過(guò)O-T點(diǎn)的曲面。在大視場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)中，場(chǎng)曲必然存在，使得物體成像最清晰的面不是一個(gè)平面而是一個(gè)曲面，并且加上像散控制不當(dāng)?shù)挠绊?，圖像質(zhì)量會(huì)更差。
[0061]所以為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的像散和場(chǎng)曲導(dǎo)致成像不清晰的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例中使用了第一曲面顯示屏104以及第二曲面顯示屏105，如圖4所示，由于第一曲面顯示屏104以及第二曲面顯示屏105在水平方向有一定的曲率，A點(diǎn)為現(xiàn)有技術(shù)中平面屏幕的邊緣點(diǎn)位置，B為與A同視場(chǎng)角第一曲面顯示屏104上或第二曲面顯示屏105上的一點(diǎn)，C為相同尺寸曲面屏幕的邊緣位置，可見(jiàn)相同平面尺寸的曲面屏比平面屏視場(chǎng)角更大。。
[0062]在本發(fā)明實(shí)施例中，由于B相對(duì)于A點(diǎn)更靠近第一光學(xué)鏡片107或第二光學(xué)鏡片108，根據(jù)等光程原理定義，B點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)更清晰，即提高了所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的成像清晰度。同時(shí)，綜合考慮該目視系統(tǒng)中人眼對(duì)水平比垂直更敏感，根據(jù)弧矢焦點(diǎn)和子午焦點(diǎn)的位置關(guān)系，即像散參數(shù)調(diào)整曲面屏的曲率，可以進(jìn)一步提高像面的清晰度。如圖5為例，A點(diǎn)是近軸最佳成像面上的邊緣點(diǎn)，該靠近弧矢焦點(diǎn)，但遠(yuǎn)離子午焦點(diǎn)，其結(jié)果是人眼看到的像在水平方向較為清晰，但垂直方向發(fā)生變形。而同樣尺寸曲面屏的邊緣B點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)，位置處于子午焦點(diǎn)和弧矢焦點(diǎn)之間，也就是說(shuō)，減少了像點(diǎn)在垂直方向的變形，提高了大視場(chǎng)下圖像的清晰度。
[0063]進(jìn)一步地，如圖6所示，所述后殼102包括第一后殼殼體1021和第二后殼殼體1022，所述顯不屏支架106包括第一顯不屏支架1061以及第二顯不屏支架1062;所述第一后殼殼體1021上設(shè)置有所述第一光學(xué)鏡片107，所述第二后殼殼體1022上設(shè)置有所述第二光學(xué)鏡片108;所述第一顯示屏支架1061用于固定所述第一曲面顯示屏104，所述第二顯示屏支架1062用于固定所述第二曲面顯示屏105。
[0064]進(jìn)一步地，如圖7所示，所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備還包括:第一屏幕基座1091、第二屏幕基座1092，所述第一曲面顯示屏104卡在所述第一顯示屏支架1061，通過(guò)螺絲將所述第一屏幕基座1091固定于所述第一后殼殼體1021上;所述第二曲面顯示屏105卡在所述第二顯示屏支架1062，通過(guò)螺絲將所述第二屏幕基座1092固定于所述第二后殼殼體1022上;所述第一屏幕基座1091的曲率與所述第一曲面顯示屏104的曲率一致，所述第二屏幕基座1092的曲率與所述第二曲面顯示屏105的曲率一致。
[0065]進(jìn)一步地，所述第一曲面顯示屏104以及第二曲面顯示屏105，包括下列屏幕中的任種:
[0066]液晶顯示屏IXD、發(fā)光二級(jí)管顯示屏LED和有機(jī)發(fā)光二級(jí)管顯示屏0LED。
[0067]進(jìn)一步地，所述第一曲面顯示屏104以及第二曲面顯示屏105為剛性材料或柔性材料。
[0068]在本發(fā)明實(shí)施例中，可選的，當(dāng)?shù)谝磺骘@示屏104以及第二曲面顯示屏105為剛性材料，即所述第一曲面顯示屏104以及第二曲面顯示屏105為剛性屏，則所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的第一曲面顯示屏104固定于所述第一顯示屏支架1061上，所述第二曲面顯示屏105固定于所述第二顯示屏支架1062上，不需要專用的屏幕基座進(jìn)行固定?？蛇x的，在本發(fā)明實(shí)施例中，若第一曲面顯示屏104為剛性材料，則可以將第一曲面顯示104固定于第一顯示屏支架1061上靠近前殼101的一面上，或者可以將第一曲面顯示104固定于第一顯示屏支架1061上靠近后殼102的一面上，或者第一顯示屏支架1061有通孔，可以將第一曲面顯示屏104固定在第一顯示屏支架1061通孔內(nèi)；同樣的，若第二曲面顯示屏105為剛性材料，則可以將第二曲面顯示105固定于第二顯示屏支架1062上靠近前殼101的一面上，或者可以將第二曲面顯示105固定于第二顯示屏支架1062上靠近后殼102的一面上，或者第二顯示屏支架1062有通孔，可以將第二曲面顯示屏105固定在第二顯示屏支架1062通孔內(nèi)。
[0069]可選的，當(dāng)?shù)谝磺骘@示屏104以及第二曲面顯示屏105為柔性材料，則需要使用第一屏幕基座1091將所述第一曲面顯示屏104固定于所述第一顯示屏支架1061，使用第二屏幕基座1092將所述第二曲面顯示屏105固定于所述第二顯示屏支架1062，所述第一屏幕基座1091的曲率與所述第一曲面顯示屏104的曲率一致，所述第二屏幕基座1092的曲率與所述第二曲面顯示屏105的曲率一致。
[0070]在本發(fā)明實(shí)施例中，為了能夠更好的減小場(chǎng)曲對(duì)圖像成像的影響，可以把所述第一曲面顯示屏104以及所述第二曲面顯示屏105放置在靠近弧矢焦點(diǎn)的位置，并且所述第一曲面顯示屏104上任一一點(diǎn)的光線經(jīng)過(guò)所述第一光學(xué)鏡片107折射并入射到人眼以及所述第二曲面顯示屏105上任一一點(diǎn)的光線經(jīng)過(guò)所述第二光學(xué)鏡片108折射并入射到人眼分別滿足以下公式:
[0071]l+N*D+T = C
[0072]其中，所述N為所述第一光學(xué)鏡片107的折射率或所述第二光學(xué)鏡片108的折射率，所述D為所述第一光學(xué)鏡片107的厚度或所述第二光學(xué)鏡片108的厚度，所述T為所述第一曲面顯示屏104上任一一點(diǎn)到達(dá)所述第一光學(xué)鏡片107的光程或所述第二曲面顯示屏105上任一一點(diǎn)到達(dá)所述第二光學(xué)鏡片108的光程，所述L為所述第一光學(xué)鏡片107上任一一點(diǎn)到達(dá)人眼的光程或所述第二光學(xué)鏡片108上任一一點(diǎn)到達(dá)人眼的光程，C為常數(shù)。
[0073]如圖8所示，以第一曲面顯示屏104上的任意三個(gè)點(diǎn)到達(dá)第一光學(xué)鏡片107后入射到人眼的過(guò)程，根據(jù)等光程原理，X點(diǎn)發(fā)出的光線到達(dá)第一光學(xué)鏡片107的距離為T(mén)l，P點(diǎn)發(fā)出的光線到達(dá)第一光學(xué)鏡片107的距離為T(mén)2，U點(diǎn)發(fā)出的光線到達(dá)第一光學(xué)鏡片107的距離為T(mén)3，X點(diǎn)發(fā)出的光線在第一光學(xué)鏡片107傳輸?shù)木嚯x為Dl，？點(diǎn)發(fā)出的光線在第一光學(xué)鏡片107傳輸?shù)木嚯x為D2，U點(diǎn)發(fā)出的光線在第一光學(xué)鏡片107傳輸?shù)木嚯x為D3，X點(diǎn)發(fā)出的光線在第一光學(xué)鏡片107出射后到達(dá)人眼的距離為L(zhǎng)I，P點(diǎn)發(fā)出的光線在第一光學(xué)鏡片107出射后到達(dá)人眼的距離為L(zhǎng)2，U點(diǎn)發(fā)出的光線在第一光學(xué)鏡片107出射后到達(dá)人眼的距離為L(zhǎng)3，則滿足T1+D1XN+L1=T2+D2XN+L2 = T1+D1XN+L1，N為第一光學(xué)透鏡107的折射率，由于第一曲面顯示屏104的曲率影響了 T1、T2、T3的距離，所以第一曲面顯示屏104的曲率是根據(jù)第一光學(xué)鏡片107的折射率和厚度確定的，同理第二曲面顯示屏105的曲率是根據(jù)第二光學(xué)鏡片108的折射率和厚度確定的。
[0074]可選的，在本發(fā)明實(shí)施例中，第一曲面顯示屏104與第二曲面顯示屏105具有相同的曲率，所述第一光學(xué)鏡片107與第二光學(xué)鏡片108具有相同的厚度以及折射率。
[0075]進(jìn)一步地，如圖7所示，所述第一后殼殼體1021與所述第一屏幕基座1091相適配，所述第二后殼殼體1022與所述第二屏幕基座1092相適配，所述第一后殼殼體1021與所述第一屏幕基座1091構(gòu)成第一封閉體，所述第二后殼殼體1022與所述第二屏幕基座1092構(gòu)成第二封閉體。
[0076]可選的，在本發(fā)明實(shí)施例中，人的左眼可以通過(guò)第二封閉體觀看第二光學(xué)內(nèi)容，此時(shí)所述第二光學(xué)內(nèi)容為左眼內(nèi)容，人的右眼可以通過(guò)第一封閉體觀看第一光學(xué)內(nèi)容，此時(shí)所述第一光學(xué)內(nèi)容為右眼內(nèi)容。
[0077]進(jìn)一步地，如圖9所示，所述后殼還包括調(diào)節(jié)旋鈕120，通過(guò)所述調(diào)節(jié)旋鈕120帶動(dòng)第一調(diào)節(jié)部件1201以及第二調(diào)節(jié)部件1202，從而調(diào)整所述第一后殼殼體1021與所述第二后殼殼體1022間的距離;所述第一調(diào)節(jié)部件1201與所述第一后殼殼體1021聯(lián)動(dòng)，所述第二調(diào)節(jié)部件1202與所述第二后殼殼體1022聯(lián)動(dòng)，調(diào)節(jié)方向如圖9所示。
[0078]在本發(fā)明實(shí)施例中，由于所述第一后殼殼體1021與所述第一屏幕基座1091相適配，并構(gòu)成第一封閉體，所述第二后殼殼體1022與所述第二屏幕基座1092相適配，并構(gòu)成第二封閉體，則通過(guò)調(diào)節(jié)第一后殼殼體1021與所述第一后殼殼體1021之間的距離，從而能夠適應(yīng)不同瞳距的用戶使用，保證不同瞳距的用戶使用所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備時(shí)，可選的，在本發(fā)明實(shí)施例中，人眼的右眼中心和第一光學(xué)鏡片107的中心和第一曲面顯不屏104的中心位于同一直線上，人眼的左眼中心和第二光學(xué)鏡片108的中心和第二曲面顯示屏105的中心位于同一直線上。
[0079]進(jìn)一步地，如圖10所示，所述第一光學(xué)鏡片107以及所述第二光學(xué)鏡片108分別由第一外凸的非球面鏡面1001以及第二外凸的非球面鏡面1002組成，其中所述第一外凸的非球面鏡面1001的曲率半徑的絕對(duì)值小于所述第二外凸的非球面鏡面1002的曲率半徑的絕對(duì)值。
[0080]進(jìn)一步地，如圖11所示，所述第一后殼殼體1021上設(shè)有與所述第一光學(xué)鏡片相適配的通孔，通過(guò)鏡片壓環(huán)110將所述第一光學(xué)鏡片107鑲嵌在所述第一后殼殼體1021的通孔上;所述第二后殼殼體1022上設(shè)有與所述第二光學(xué)鏡片108相適配的通孔，通過(guò)所述鏡片壓環(huán)110將所述第二光學(xué)鏡片108鑲嵌在所述第二后殼殼體1022的通孔上，更好的固定所述第一光學(xué)鏡片107以及所述第二光學(xué)鏡片108。
[0081]上述實(shí)施例表明，所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備包括:由前殼101和后殼102構(gòu)成的封閉殼體、以及位于所述封閉殼體內(nèi)的主板103、第一曲面顯示屏104、第二曲面顯示屏105、顯示屏支架106;所述主板103固定于所述顯示屏支架106靠近所述前殼101的一面上，用于處理所述第一曲面顯示屏104顯示的第一光學(xué)內(nèi)容以及所述第二曲面顯示屏105顯示的第二光學(xué)內(nèi)容；所述第一曲面顯示屏104以及所述第二曲面顯示屏105固定于所述顯示屏支架106遠(yuǎn)離所述后殼102的一面上，并且所述第一曲面顯示屏104以及所述第二曲面顯示屏105與所述主板103連接;所述后殼102上還設(shè)置有第一光學(xué)鏡片107以及所述第二光學(xué)鏡片108，用于通過(guò)第一光學(xué)鏡片107觀看所述第一曲面顯示屏104，通過(guò)第二光學(xué)鏡片108觀看所述第二曲面顯示屏105;所述第一曲面顯示屏104的中心與所述第一光學(xué)鏡片107的中心位于同一直線上，所述第二曲面顯示屏105的中心與所述第二光學(xué)鏡片108的中心位于同一直線上。第一光學(xué)內(nèi)容可以為人眼需要觀看的左眼或右眼的內(nèi)容，第二光學(xué)內(nèi)容可以為人眼需要觀看的左眼或右眼的內(nèi)容，所述左眼或右眼內(nèi)容為輸入圖像或視頻后經(jīng)主板103處理后得到的。由于使用了第一曲面顯示屏104以及第二曲面顯示屏105，經(jīng)過(guò)第一光學(xué)鏡片107以及第二光學(xué)鏡片108邊緣的光線成像位置比現(xiàn)有技術(shù)中使用直面顯示屏經(jīng)非球面透鏡的邊緣的光線的成像位置更滿足等光程原理，所得的像質(zhì)更清晰；加上人眼對(duì)水平方向比對(duì)垂直方向更敏感的特點(diǎn)，如果曲面屏的曲率設(shè)計(jì)更靠近子午焦點(diǎn)，則有效的減少了像散對(duì)成像質(zhì)量的影響，所以在本發(fā)明實(shí)施例中，提高了經(jīng)過(guò)第一光學(xué)鏡片107以及第二光學(xué)鏡片108邊緣的光線的成像的清晰度。
[0082]為了更好的解釋本發(fā)明，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，該設(shè)備包括:前殼、后殼、主板、第一曲面顯示屏、第二曲面顯示屏、第一顯示屏支架、第二顯示屏支架、第一屏幕基座以及第二屏幕基座;前殼與后殼之間組成封閉殼體，主板與第一曲面顯示屏以及第二曲面顯示屏連接;所述第一曲面顯示屏放置在第一顯示屏支架上并通過(guò)第一屏幕基座固定，并所述第二曲面顯示屏放置在第二顯示屏支架上并通過(guò)第二屏幕基座固定。
[0083]其中，所述第一曲面顯示屏以及第二曲面顯示屏的固定于靠近弧矢焦點(diǎn)的位置；所述第一曲面顯示屏以及第二曲面顯示屏的材料為柔性材料，有效的減輕了頭戴式虛擬顯示設(shè)備的重量;并且所述第一曲面顯示屏以及第二曲面顯示屏為OLED屏。
[0084]其中，所述后殼還包括:第一后殼殼體、第二后殼殼體第一光學(xué)鏡片、第二光學(xué)鏡片、鏡片壓環(huán)、調(diào)節(jié)旋鈕、第一調(diào)節(jié)部件以及第二調(diào)節(jié)部件，所述第一光學(xué)鏡片固定在第一后殼殼體中，第二光學(xué)鏡片通過(guò)鏡片壓環(huán)固定在第二后殼殼體中，通過(guò)調(diào)節(jié)旋鈕帶動(dòng)第一調(diào)節(jié)部件以及第二調(diào)節(jié)部件，從而調(diào)整所述第一后殼殼體與所述第二后殼殼體間的距離；所述第一調(diào)節(jié)部件與所述第一后殼殼體聯(lián)動(dòng)，所述第二調(diào)節(jié)部件與所述第二后殼殼體聯(lián)動(dòng)。
[0085]其中，所述第一曲面顯示屏的中心與所述第一光學(xué)鏡片的中心位于同一直線上，所述第二曲面顯示屏的中心與所述第二光學(xué)鏡片的中心位于同一直線上。所述第一曲面顯示屏的曲率是根據(jù)所述第一光學(xué)鏡片的厚度和折射率確定的，所述第二曲面顯示屏的曲率是根據(jù)所述第二光學(xué)鏡片的厚度和折射率確定的。
[0086]盡管已描述了本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本申請(qǐng)范圍的所有變更和修改。
[0087]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本申請(qǐng)的精神和范圍。這樣，倘若本申請(qǐng)的這些修改和變型屬于本申請(qǐng)權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本申請(qǐng)也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，其特征在于，包括:由前殼和后殼構(gòu)成的封閉殼體、以及位于所述封閉殼體內(nèi)的主板、第一曲面顯示屏、第二曲面顯示屏、顯示屏支架； 所述主板固定于所述顯示屏支架靠近所述前殼的一面上，用于處理所述第一曲面顯示屏顯示的第一光學(xué)內(nèi)容以及所述第二曲面顯示屏顯示的第二光學(xué)內(nèi)容； 所述第一曲面顯示屏以及所述第二曲面顯示屏固定于所述顯示屏支架遠(yuǎn)離所述后殼的一面上，并且所述第一曲面顯示屏以及所述第二曲面顯示屏與所述主板連接； 所述后殼上還設(shè)置有第一光學(xué)鏡片以及所述第二光學(xué)鏡片，用于通過(guò)第一光學(xué)鏡片觀看所述第一曲面顯示屏，通過(guò)第二光學(xué)鏡片觀看所述第二曲面顯示屏； 所述第一曲面顯示屏的中心與所述第一光學(xué)鏡片的中心位于同一直線上，所述第二曲面顯示屏的中心與所述第二光學(xué)鏡片的中心位于同一直線上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，其特征在于，所述后殼包括第一后殼殼體和第二后殼殼體，所述顯示屏支架包括第一顯示屏支架以及第二顯示屏支架； 所述第一后殼殼體上設(shè)置有所述第一光學(xué)鏡片，所述第二后殼殼體上設(shè)置有所述第二光學(xué)鏡片； 所述第一顯示屏支架用于固定所述第一曲面顯示屏，所述第二顯示屏支架用于固定所述第二曲面顯示屏。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，其特征在于，所述頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備還包括: 第一屏幕基座、第二屏幕基座，所述第一曲面顯示屏通過(guò)所述第一屏幕基座固定于所述第一顯示屏支架，所述第二曲面顯示屏通過(guò)所述第二屏幕基座固定于所述第二顯示屏支架，所述第一屏幕基座的曲率與所述第一曲面顯示屏的曲率一致，所述第二屏幕基座的曲率與所述第二曲面顯示屏的曲率一致。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，其特征在于，所述第一后殼殼體與所述第一屏幕基座相適配，所述第二后殼殼體與所述第二屏幕基座相適配，所述第一后殼殼體與所述第一屏幕基座構(gòu)成第一封閉體，所述第二后殼殼體與所述第二屏幕基座構(gòu)成第二封閉體。5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，其特征在于，所述后殼還包括調(diào)節(jié)旋鈕，通過(guò)所述調(diào)節(jié)旋鈕帶動(dòng)第一調(diào)節(jié)部件以及第二調(diào)節(jié)部件，從而調(diào)整所述第一后殼殼體與所述第二后殼殼體間的距離;所述第一調(diào)節(jié)部件與所述第一后殼殼體聯(lián)動(dòng)，所述第二調(diào)節(jié)部件與所述第二后殼殼體聯(lián)動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，其特征在于，所述第一曲面顯示屏上任一一點(diǎn)的光線經(jīng)過(guò)所述第一光學(xué)鏡片折射并入射到人眼以及所述第二曲面顯示屏上任一一點(diǎn)的光線經(jīng)過(guò)所述第二光學(xué)鏡片折射并入射到人眼分別滿足以下公式: L+N*D+T = C 其中，所述N為所述第一光學(xué)鏡片的折射率或所述第二光學(xué)鏡片的折射率，所述D為所述第一光學(xué)鏡片的厚度或所述第二光學(xué)鏡片的厚度，所述T為所述第一曲面顯示屏上任一一點(diǎn)到達(dá)所述第一光學(xué)鏡片的光程或所述第二曲面顯示屏上任一一點(diǎn)到達(dá)所述第二光學(xué)鏡片的光程，所述L為所述第一光學(xué)鏡片上任一一點(diǎn)到達(dá)人眼的光程或所述第二光學(xué)鏡片上任一一點(diǎn)到達(dá)人眼的光程，C為常數(shù)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，其特征在于，所述第一光學(xué)鏡片以及所述第二光學(xué)鏡片分別由第一外凸的非球面鏡面以及第二外凸的非球面鏡面組成，其中所述第一外凸的非球面鏡面的曲率半徑的絕對(duì)值小于所述第二外凸的非球面鏡面的曲率半徑的絕對(duì)值。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，其特征在于，所述第一后殼殼體上設(shè)有與所述第一光學(xué)鏡片相適配的通孔，通過(guò)鏡片壓環(huán)將所述第一光學(xué)鏡片鑲嵌在所述第一后殼殼體的通孔上； 所述第二后殼殼體上設(shè)有與所述第二光學(xué)鏡片相適配的通孔，通過(guò)所述鏡片壓環(huán)將所述第二光學(xué)鏡片鑲嵌在所述第二后殼殼體的通孔上。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，其特征在于，所述第一曲面顯示屏以及第二曲面顯示屏，包括下列屏幕中的任一一種: 液晶顯示屏IXD、發(fā)光二級(jí)管顯示屏LED和有機(jī)發(fā)光二級(jí)管顯示屏OLED。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，其特征在于，所述第一曲面顯示屏以及第二曲面顯示屏為剛性材料或柔性材料。
【文檔編號(hào)】G02B27/01GK106054389SQ201610614470
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月29日
【發(fā)明人】張敏, 許孜奕, 譚炳輝
【申請(qǐng)人】上海樂(lè)相科技有限公司