CN108107588A - 反射式虚拟现实头显 - Google Patents

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王洁
唐思远
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B27/01—Head-up displays
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Abstract

本发明提供一种反射式虚拟现实头显，包括容置腔、光学透镜和反射镜，所述容置腔设置在所述光学透镜的上方，所述光学透镜设置在所述反射镜的上方，所述反射镜为平面镜，所述光学透镜正对所述容置腔设置，移动终端可放入所述容置腔中，所述移动终端显示屏朝下，所述移动终端发射的光线经所述光学透镜折射后再经所述反光装置的反射进入观察者眼中。与现有技术相比，本发明利用容置腔、光学透镜和反射镜的位置设置，移动终端的光线经过光学透镜和反射镜的作用后进入眼中。通过光学透镜对光线的会聚作用和反射镜对光线的反射作用使用于显示的显示屏的面积得以大幅减少，使整个虚拟现实头显更加轻便，体积只有原来的1/3，大大提高了虚拟现实体验。

Description

反射式虚拟现实头显
技术领域
本发明涉及虚拟现实领域，更具体地说，涉及一种反射式虚拟现实头显。
背景技术
虚拟现实设备，简称VR设备，是利用仿真技术、计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术以及网络技术等多种技术集合的产品，是借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段。其具体技术内涵是一种综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。其中，移动端虚拟现实头显可直接在设备内配合移动终端如智能手机等设备进行直接的成像，以带给使用者类似真实环境的感官体验。
目前市场上的此类设备主要包括几个相互扣合的盖体及支架结构，并在其中设置光学装置及其他电子元件辅助还原图像，如图1所示，现有的移动端虚拟现实设备往往将移动终端放置在视线前方，体积巨大，佩戴在眼前，非常影响体验。因此，减小虚拟现实设备的体积对虚拟现实的体验有很重要的意义。
发明内容
为了解决当前移动端虚拟现实头显体积巨大的缺陷，本发明提供一种体积小的反射式虚拟现实头显。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种反射式虚拟现实头显，包括容置腔、光学透镜和反射镜，所述容置腔设置在所述光学透镜的上方，所述光学透镜设置在所述反射镜的上方，所述反射镜为平面镜，所述光学透镜正对所述容置腔设置，移动终端可放入所述容置腔中，所述移动终端显示屏朝下，所述移动终端发射的光线经所述光学透镜折射后再经所述反光装置的反射进入观察者眼中。
优选地，所述光学透镜为凸透镜。
优选地，进一步包括防尘镜，所述防尘镜设置在佩戴所述现实头盔后靠近人眼的位置。
优选地，所述防尘镜为减反射玻璃材料制成。
优选地，所述防尘镜为PMMA材料制成。
优选地，进一步包括调整镜片，所述调整镜片为凹透镜。
优选地，进一步包括调整镜片，所述调整镜片为凸透镜。
优选地，所述移动终端放置在所述容置腔后，所述移动终端的显示屏的一部分露在所述移动端增强现实头显的外侧。
优选地，所述移动终端显示屏暴露在所述移动端增强现实头显外侧的部分设置有虚拟操作按键。
与现有技术相比，本发明利用容置腔、光学透镜和反射镜的位置设置，移动终端的光线经过光学透镜和反射镜的作用后进入眼中。通过光学透镜对光线的会聚作用和反射镜对光线的反射作用使用于显示的显示屏的面积得以大幅减少，使整个虚拟现实头显更加轻便，体积只有原来的1/3，大大提高了虚拟现实体验。采用平面镜而不是曲面镜可以防止曲面镜过度会聚光线造成的视觉损伤或过度发散光线造成的失焦。防尘镜的设置可以密封反射式虚拟现实头显，防止灰尘进入反射式虚拟现实头显对光学元件造成污染。防尘镜由减反射玻璃制成，可以增强透光率，同时安全持久耐用。防尘镜由PMMA材料制成，可以增加透光率，使显示效果更佳。当我们为了视觉效果而增加光学镜片的焦距时，调整镜片设置为凹透镜，这样可以使光线在到达人眼时不至于太过会聚而看不清楚；当我们为了减小虚拟现实头显的体积而减小光学镜片的焦距时，调整镜片设置为凸透镜，这样可以使光线在到达人眼时不至于太过发散而看不清楚。移动终端显示屏一部分暴露在移动端增强现实头显的外侧并设置虚拟按键可以方便在使用虚拟现实头显的同时可以对其进行控制和操作，使得可玩性大大增加，十分方便。同时，由于移动终端一部分暴露在虚拟现实头显的外侧，便于直接取出移动终端对其进行调整和设置。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术虚拟现实头显结构示意图；
图2是本发明反射式虚拟现实头显结构示意图；
图3是本发明反射式虚拟现实头显放入移动终端后的结构示意图；
图4是本发明反射式虚拟现实头显佩戴示意图；
图5是本发明反射式虚拟现实头显光路示意图；
图6是本发明反射式虚拟现实头显第二实施例结构示意图。
具体实施方式
为了解决当前移动端虚拟现实头显体积大的缺陷，本发明提供一种体积小的反射式虚拟现实头显。
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
请参阅图2—图4，本发明反射式虚拟现实头显10包括容置腔11、光学透镜13、反射镜15、防尘镜17和外壳19，容置腔11设置在外壳19的上部。移动终端20可放入所述容置腔11中，所述移动终端20显示屏朝下。正对容置腔11的下方设置有光学透镜13，光学透镜13为凸透镜，可以会聚移动终端20发射的光线，光学透镜13设置在反射镜15的上方。反射镜15设置在虚拟现实头显10下部，正对视线方向，反射镜15为平面镜，反射镜15可以反射移动终端20发射的光线，移动终端20发射的光线经过反射镜15时，全部发生反射，并穿过防尘镜17进入使用者视野中。移动终端20放置在容置腔11后，移动终端20的显示屏的一部分露在虚拟现实头显10的外侧。移动终端20显示屏暴露在所述虚拟现实头显10外侧的部分设置有虚拟操作按键。防尘镜17设置在佩戴虚拟现实头显10后靠近人眼的位置，防尘镜17选用透光率较高的材料制成，优选减反射玻璃和PMMA亚克力材料，减反射玻璃安全性高，PMMA亚克力材料透光性好。这里，不选用普通玻璃作为防尘镜的选材，一方面是由于普通玻璃透光率不如PMMA亚克力材料，另一方面是由于普通玻璃安全性比较差，发生破裂则可能对人眼造成伤害，减反射玻璃一般是钢化玻璃，发生碎裂的可能性小。防尘镜17的主要作用是密封虚拟现实头显10，防止灰尘进入虚拟现实头显10对光学元件造成污染。
请参阅图5，图5是本发明反射式虚拟现实头显10的光路示意图，当使用者佩戴反射式虚拟现实头显10并开始使用后，反射式虚拟现实头显10的移动终端20发射显示图像，显示图像的光线经过光学透镜13的折射向反射镜15方向前进，光线经反射镜15的反射后，进入人眼成像，这样就可以产生虚拟现实效果。由于光学透镜13的聚光效果和反射镜的反射效果，只需要很小的显示屏就可以产生较大的视角和图像，提供优于一般头戴设备的视场角，使虚拟现实效果更佳。
请参阅图6，图6是本发明第二实施例结构示意图。在第二实施例中，防尘镜17被替换为调整镜片27，调整镜片27为光学镜片，可以是凸透镜或凹透镜。当我们为了视觉效果而增加光学镜片13的焦距时，调整镜片27设置为凹透镜，这样可以使光线在到达人眼时不至于太过会聚而看不清楚；当我们为了减小虚拟现实头显10的体积而减小光学镜片13的焦距时，调整镜片27设置为凸透镜，这样可以使光线在到达人眼时不至于太过发散而看不清楚。
与现有技术相比，本发明利用容置腔11、光学透镜13和反射镜15的位置设置，移动终端20的光线经过光学透镜13和反射镜15的作用后进入眼中。通过光学透镜13对光线的会聚作用和反射镜15对光线的反射作用使用于显示的显示屏的面积得以大幅减少，使整个虚拟现实头显10更加轻便，体积只有原来的1/3，大大提高了虚拟现实体验。采用平面镜而不是曲面镜可以防止曲面镜过度会聚光线造成的视觉损伤或过度发散光线造成的失焦。防尘镜17的设置可以密封反射式虚拟现实头显10，防止灰尘进入反射式虚拟现实头显10对光学元件造成污染。防尘镜17由减反射玻璃制成，可以增强透光率，同时安全持久耐用。防尘镜17由PMMA材料制成，可以增加透光率，使显示效果更佳。当我们为了视觉效果而增加光学镜片13的焦距时，调整镜片27设置为凹透镜，这样可以使光线在到达人眼时不至于太过会聚而看不清楚；当我们为了减小虚拟现实头显10的体积而减小光学镜片13的焦距时，调整镜片27设置为凸透镜，这样可以使光线在到达人眼时不至于太过发散而看不清楚。移动终端20显示屏一部分暴露在移动端增强现实头显的外侧并设置虚拟按键可以方便在使用虚拟现实头显10的同时可以对其进行控制和操作，使得可玩性大大增加，十分方便。同时，由于移动终端20一部分暴露在虚拟现实头显10的外侧，便于直接取出移动终端20对其进行调整和设置。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种反射式虚拟现实头显，其特征在于，包括容置腔、光学透镜和反射镜，所述容置腔设置在所述光学透镜的上方，所述光学透镜设置在所述反射镜的上方，所述反射镜为平面镜，所述光学透镜正对所述容置腔设置，移动终端可放入所述容置腔中，所述移动终端显示屏朝下，所述移动终端发射的光线经所述光学透镜折射后再经所述反光装置的反射进入观察者眼中。
2.如权利要求1所述的反射式虚拟现实头显，其特征在于，所述光学透镜为凸透镜。
3.如权利要求1所述的反射式虚拟现实头显，其特征在于，进一步包括防尘镜，所述防尘镜设置在佩戴所述现实头盔后靠近人眼的位置。
4.如权利要求3所述的反射式虚拟现实头显，其特征在于，所述防尘镜为减反射玻璃材料制成。
5.如权利要求3所述的反射式虚拟现实头显，其特征在于，所述防尘镜为PMMA材料制成。
6.如权利要求1所述的反射式虚拟现实头显，其特征在于，进一步包括调整镜片，所述调整镜片为凹透镜。
7.如权利要求1所述的反射式虚拟现实头显，其特征在于，进一步包括调整镜片，所述调整镜片为凸透镜。
8.如权利要求1所述的反射式虚拟现实头显，其特征在于，所述移动终端放置在所述容置腔后，所述移动终端的显示屏的一部分露在所述移动端增强现实头显的外侧。
9.如权利要求8所述的反射式虚拟现实头显，其特征在于，所述移动终端显示屏暴露在所述移动端增强现实头显外侧的部分设置有虚拟操作按键。
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