CN217484607U - 一种头戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种头戴设备，涉及增强现实的技术领域，本实用新型通过改变透镜组件的曲率，实现对场景光线屈光度的调节，解决了AR设备对场景光线无法调节屈光度的问题。该头戴设备可以包括成像元件、分光镜和透镜组件，其中，成像元件发出光束信号。分光镜设置于成像元件的出光光路上，分光镜用于将光束信号的一部分沿分光镜的反射方向传播形成第一反射光。透镜组件朝向分光镜一侧具有凹面，凹面用于将第一反射光进行反射形成第二反射光，第二反射光经由分光镜后至成像区域成像。透镜组件还用于接收并汇聚场景光，场景光依次穿过透镜组件和分光镜后聚焦至成像区域。本实用新型用于观察图像。

Description

一种头戴设备

技术领域

本实用新型涉及增强现实的技术领域，尤其涉及一种头戴设备。

背景技术

AR(Augmented Reality，增强现实)光学方案呈现百花齐放的状态。AR光学方案可以分为Birdbath、自由曲面棱镜和光波导方案，三种各有优劣。其中，Birdbath光学方案具有成像质量优，工艺成熟的明显优势。但是，目前的Birdbath光学方案基本无法同时实现真实世界和虚拟世界不同屈光度调节，只能通过额外添加近视镜片的方式满足不同近视群体的需求，带来了体积和成本的上升，用户佩戴舒适度也有一定程度的下降。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种头戴设备，解决了Birdbath光学方案无法实现真实世界和虚拟世界不同屈光度调节的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型提供一种头戴设备，包括成像元件、分光镜和透镜组件，其中，成像元件发出光束信号。分光镜设置于成像元件的出光光路上，分光镜用于将光束信号的一部分沿分光镜的反射方向传播形成第一反射光。透镜组件朝向分光镜一侧具有凹面，凹面用于将第一反射光进行反射形成第二反射光，第二反射光经由分光镜后至成像区域成像。透镜组件还用于接收并汇聚场景光，场景光依次穿过透镜组件和分光镜后聚焦至成像区域。

在此情况下，成像元件发出的光束信号可以投射在分光镜上，分光镜可以将成像元件的光速信号一部分进行透射，另一部分进行反射，反射的一部分为第一反射光。第一反射光经由透镜组件的凹面后进行再次反射形成第二反射光，第二反射光反射后经由分光镜后至成像区域(例如人眼)成像。此时的成像为虚拟世界的图像。透镜组件还用于接收并汇聚场景光，场景光依次穿过透镜组件和分光镜后聚焦至成像区域。这样一来，透镜组件可以具有与人眼相匹配的屈光度，使得场景光穿过透镜组件和分光镜后至成像区域成像在人眼可视范围内。从而使得用户在不用佩戴近近视镜或者远视镜的条件下也可以实现场景光屈光度调整，减少了增加额外镜片的体积。此外，由于无需佩戴额外眼镜，提升了用户佩戴舒适性，并且头戴设备便于携带，调节屈光度的透镜组件位于头戴设备内使其不易掉落。

进一步地，分光镜位于透镜组件的光轴上，分光镜为偏振分光镜。

进一步地，透镜组件的凹面曲率不变，透镜组件被配置为远离分光镜一侧的曲率可调节以与成像区域所需屈光度匹配。

进一步地，透镜组件包括球面镜、透镜和分光膜，其中，球面镜朝向分光镜一侧具有凹面。透镜与球面镜层叠设置且位于所述球面镜的背离所述凹面的一侧，透镜被配置为可调节以具有与屈光度匹配的曲率，用于接收并汇聚场景光。分光膜设置于球面镜靠近分光镜一侧，用于透过第一反射光的一部分。

进一步地，透镜位于球面镜远离分光镜一侧。

进一步地，头戴设备还包括至少一个环状压电圈、电源和控制器，其中，环状压电圈沿着透镜的侧壁设置。环状压电圈用于在通电状态下由透镜的侧壁挤压透镜。电源与环状压电圈电连接。控制器与环状压电圈和电源电连接，用于根据用户的操作控制电源向环状压电圈提供供电电压，以使得透镜的屈光度与用户的屈光度相匹配。

进一步地，球面镜包括球面型、非球面型和自由曲面中的任意一种。

进一步地，分光镜包括透明基板、偏振反射膜、偏振分光膜和四分之一波片，其中，偏振反射膜，贴设于透明基板靠近透镜组件一侧。

偏振分光膜贴设于偏振反射膜远离透明基板一侧。四分之一波片贴设于偏振分光膜远离偏振反射膜一侧。

进一步地，头戴设备还包括光学镜片，光学镜片设置于成像元件的出光光路上，且位于成像元件与分光镜之间，光学镜片用于矫正光束信号的成像像差。

进一步地，透镜组件靠近分光镜一侧的曲率半径在35mm～50mm之间，透镜组件远离分光镜一侧的曲率半径大于或等于90mm。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种头戴设备示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种头戴设备示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种头戴设备示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种光束路径示意图；

图5为本实用新型实施例提供的图4对应的像点光斑示意图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种光束路径示意图；

图7为本实用新型实施例提供的图6对应的像点光斑示意图

图8为本实用新型实施例提供的另一种光束路径示意图；

图9为本实用新型实施例提供的图8对应的像点光斑示意图

图10为本实用新型实施例提供的另一种头戴设备示意图；

图11为本实用新型实施例提供的一种镜架与透镜组件关系示意图；

图12为本实用新型实施例提供的透镜与环状压电圈示意图；

图13为本实用新型实施例提供的输入端、控制器、电源和环状压电圈电连接示意图；

图14为本实用新型实施例提供的图10中的A处放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型光学系统通过改变曲面反射镜外表面的面型，可以实现外界环境不同屈光度的调节。本光学系统同时解决了增强现实设备中真实环境屈光度调节问题，无需额外增加近视镜片，减小了体积，提升了佩戴舒适性。

目前Birdbath增强现实光学系统缺乏屈光度调节机制，少部分产品具备对虚拟图像屈光度调节的功能，但是对外界场景尚没有屈光度调节方法。对于近视或者远视人群，看清外界环境依然需要佩戴近视镜片或者远视镜片，影响了佩戴的舒适性。

基于此，本实用新型提供一种头戴设备100，如图1所示，该头戴设备100可以包括成像元件1、分光镜2和透镜组件3，其中，成像元件1发出光束信号11。分光镜2设置于成像元件1的出光光路上，分光镜2用于将光束信号11的绝大部分沿分光镜2的反射方向传播形成第一反射光12。透镜组件3朝向分光镜2一侧具有凹面，该凹面用于将第一反射光12进行反射形成第二反射光13，第二反射光13经由分光镜2后至成像区域4处成像。

在一些实施例中，所述凹面曲率不变以维持虚拟成像的稳定。

在此情况下，成像元件1发出的光束信号11可以投射在分光镜2上，分光镜2可以将成像元件1的光束信号11一少部分进行透射，另一绝大部分进行反射，反射的一部分为第一反射光12，即圆偏振光。第一反射光12经由透镜组件3后一部分进行再次反射形成第二反射光13，第二反射光13依然为圆偏振光，第二反射光13反射后经由分光镜2后使其调制为调线偏振光，最后至成像区域4(例如人眼)成像。此时的成像为虚拟世界的图像。

需要说明的是，在本申请的一些实施例中，分光镜2位于透镜组件3的光轴上，分光镜2为偏振分光镜。该透镜组件3可以具有两层镜片，该两层镜片可以紧贴在一起也可以分开间隔设置，其中，该透镜组件3靠近分光镜2一侧的镜片曲率保持不变，从而保证成虚拟世界和真实世界的成像质量。透镜组件3远离分光镜2一侧的镜片曲率可以根据所需屈光度进行调整，从而调整真实世界屈光度。

为使得用户佩戴头戴设备100时，校正虚拟世界成像像差，如图2所示，该头戴设备100还可以包括光学镜片5，设置于成像元件1的出光光路上，且位于成像元件1与分光镜2之间，该光学镜片5可以用于矫正光束信号11的成像像差(畸变和像散等)，得到较好的成像质量。

以下对上述提及的光学镜片5进行举例说明，例如，在本申请的一些实施例中，该光学镜片可以为聚光透镜。用于对光束信号11调制处理。具体地，聚光透镜与光束信号11的光路垂直，成像元件1发出的光束信号11通过聚光透镜后，聚光透镜可以对光束信号11进行调制处理，例如，改变穿过的光束信号11的汇聚位置、调整穿过的光束信号11的像差等。从而更好地成像在用户的眼睛中，增强了用户的视觉体验。

具体地，以下对上述提及的各光学组件之间的相对位置进行举例说明，例如，在本申请的一些实施例中，如图2所示，分光镜2倾斜45°，即分光镜2与X轴方向夹角为45°，透镜组件3在X轴方向位于分光镜2的右侧，光学镜片5在X轴方向位于分光镜2和透镜组件3之间。成像元件1在Y轴方向位于光学镜片5的上侧，这样一来，成像元件1发出的光束信号11向下穿过光学镜片5后，绝大部分沿分光镜2反射至透镜组件3上，再由透镜组件3反射穿过分光镜2后至成像区域4(例如人眼)成像。

如图3所示，在本申请的另一些实施例中，该透镜组件3还用于接收并汇聚场景光14，场景光14依次穿过透镜组件3和分光镜2后聚焦至成像区域4。在本申请的一些实施例中，该透镜组件3靠近分光镜2一侧的凹面曲率半径可以为35mm～50mm，透镜组件3远离分光镜2一侧的曲率半径大于或等于90mm。透镜组件3的曲率半径与透镜组件3的屈光度相匹配。

在此情况下，如图3所示，透镜组件3远离分光镜2一侧的镜片可以受控的调节以具有与成像区域4(人眼)相匹配的屈光度，使得场景光14穿过透镜组件3和分光镜2后至成像区域4成像在人眼可视范围内。本实用新型通过改变透镜组件3远离分光镜2一侧的曲率半径(即透镜组件3远离分光镜2一侧的镜片)，并且透镜组件3朝向分光镜2一侧的镜片曲率可以保持不变，从而可以实现真实环境不同屈光度的调节。同时解决了增强现实设备中真实环境屈光度调节问题，从而使得用户在不用佩戴近近视镜或者远视镜的条件下也可以实现场景光14屈光度调整，减少了增加额外镜片的体积。此外，由于无需佩戴额外眼镜，提升了用户佩戴舒适性，并且头戴设备100便于携带，调节屈光度的透镜组件3可以位于头戴设备100内使其不易掉落。

为了更加清楚的说明本实用新型技术方案中透镜组件3的屈光度设定原理，本实用新型实施例以用户500°近视进行举例说明，在本申请的一些实施例中，如图4所示，模拟正常人眼模型，其中，该人眼模型可以包括眼角膜6、晶状体7、玻璃体8和视网膜9(视网膜9即相当于上述提及的成像区域4)。场景光14依次穿过透镜组件3、分光镜2、眼角膜6、晶状体7和玻璃体8后，在视网膜9处成像。如图5所示，坐标OBJ为物面，坐标IMA为像面，后续不再赘述。图5反映了正常眼在0度(deg)、5度(deg)和10度(deg)三个视场内不同光线与像面交点的分布情况，中间类似于圆圈区域表示艾里斑大小。图5的点列数据表如表1所示，视网膜9像点大小(即均方根半径)在8～11μm之间，几何半径在17～30um之间。假设人眼可以看清无穷远处的物体，在这种情况下，视网膜9到晶状体7的距离为16.899mm。

表1第一组点列数据表

场景	1	2	3
				均方根半径	8.634	9.016	10.082
几何半径	17.272	21.806	29.875

如图6所示，假设人眼近视度数为500°，此时，人眼只能看清前方200mm距离的物体，物体处于人眼前方200mm处，通过调节视网膜9与晶状体7的距离模拟近视眼的状态，此时视网膜9距离晶状体7距离为19.099mm。图7反映了人眼近视度数为500°时在0度(deg)、5度(deg)和10度(deg)三个视场内不同光线与像面交点的分布情况，图7的点列数据表如表2所示，视网膜9像点大小(即均方根半径)在9～12μm之间，几何半径在18～37um之间。在此情况下，物体光线(场景光14)经过透镜组件3和分光镜2后照射到视网膜9像点大小在9～12μm之间，基本与正常眼(均方根半径8～11μm)一致。

表2第二组点列数据表

场景	1	2	3
				均方根半径	9.454	9.975	11.476
几何半径	18.766	25.759	36.614

如图8所示，保持人眼视网膜9到晶状体7的距离为19.099mm不变，此时的人眼处于500°近视状态。物体处于无穷远处，改变透镜组件3远离分光镜2一侧的曲率半径，保证无穷远处的物体像可以聚焦在视网膜9上，调节之后成像较好。图9反映了人眼近视度数为500°时在0度(deg)、5度(deg)和10度(deg)三个视场内不同光线与像面交点的分布情况。图9的点列数据表如表3所示，视网膜9像点大小(即均方根半径)在10～14μm之间，几何半径在24～40um之间。物体光线经过透镜组件3和分光镜2照射到视网膜9像点大小在10～14μm之间，基本与正常眼(均方根半径8～11μm)一致。此时，透镜组件3内表面与外表面曲率不再保持一致，此时，透镜组件3内表面曲率半径为45.623mm，透镜组件3外表面的曲率半径为92mm。

表3第三组点列数据表

场景	1	2	3
				均方根半径	10.389	11.101	13.229
几何半径	24.444	25.019	39.705

上述通过移动视网膜9与晶状体7的距离模拟近视眼状态，当然也可以调节晶状体7的屈光度模拟近视眼状态，相反的，也可以模拟远视眼的状态，此处不再赘述。

以下对上述提及的透镜组件3进行举例说明，例如，在本申请的一些实施例中，如图10所示，该透镜组件3可以包括分光膜31、球面镜32和透镜33，其中，球面镜32和透镜33可以为上述提及的透镜组件3的两层镜片，具体地，球面镜32可以为凹面镜，该凹面镜的凹面朝向分光镜2一侧，球面镜32用于将第一反射光12的一部分进行反射形成第二反射光13。透镜33与球面镜32层叠设置且位于所述球面镜32的背离所述凹面的一侧，透镜33可调节以具有与所需屈光度匹配的曲率，用于接收并汇聚场景光14。分光膜31设置于球面镜32靠近分光镜2一侧，用于透过第一反射光12的一部分。

这样一来，成像元件1的光束信号11经由分光镜2反射形成的第一反射光12一部分透过分光膜31在球面镜32处进行反射，从而再次反射的第二反射光13经过分光镜2后在成像区域4进行成像。由于透镜33具有屈光度，因此，经过透镜33的场景光14可发生改变，而后经过球面镜32折射，经过分光镜2后在成像区域4成像，使得人眼可以观察到场景景象。

以下对上述提及的球面镜32和透镜33位置进行举例说明，例如，在本申请的一些实施例中，如图10所示，透镜33位于球面镜32远离分光镜2一侧。在此情况下，第二反射光13先触及球面镜32上的分光膜31从而进行再次经过球面镜32反射穿过分光镜2成像。球面镜32保持曲率一致，透镜33可根据所需曲率进行调整，这样一来，透镜33和球面镜32之间可以相连为一体结构，从而节省透镜组件3的安装空间。

在本申请的另一些实施例中，透镜33和球面镜32之间也可以具有间隙，透镜33和球面镜32之间的位置也可以调换，本申请对此不作限定。

以下对上述提及的球面镜32进行举例说明，例如，在本申请的一些实施例中，该球面镜32可以包括球面型、非球面型和自由曲面中的任意一种。球面型加工成本低，传统的球面型限制了配戴者的视野，非球面型将镜片边缘像差减到最底，使它宽阔视野可以满足用户的需求。非球面型的基弯更平，重量更轻，看上去更为自然、美观。在屈光度高的情况下，能够减少眼睛的变形，对于视力度数高的用户，选择非球面型可能更加合适。

非球面型可以满足以下公式：

其中，Z表示非球面上的点离非球面顶点在光轴方向的距离；r表示非球面上的点到对应光轴的距离；c表示非球面的中心曲率；k表示圆锥率；a4、a6、a8、a10表示非球面高次项系数。

自由曲面的生产成本一般要高于非球面型和球面型，但是，自由曲面让用户有了更舒适的视力校正效果、更宽广清晰的视野，镜片周边像差减少。自由曲面相比非球面型而言具有更大的自由度，可以根据需要控制每一条光线的出射角度和方向等。自由曲面的反射面的形状可以形成为非旋转对称的自由曲面。由于自由曲面和非球面型的反射面不具有球面，所以能够为它们提供失真修正功能。此外，在自由曲面的情况下，还能够修正非旋转对称的失真。

在本申请的一些是实施例中，为方便用户使用，可以将图10中的透镜33的屈光度分为多个梯度以对应不同用户对屈光度不同要求的的需求。这样一来，用户使用时可以根据用户需求进行选择佩戴合适的头戴设备100。

在本申请的另一些实施例中，为节省生产成本，可以将透镜33或者透镜组件3设置成可拆卸安装形式。例如，该头戴设备100还可以包括如图11所示的镜架10，在镜架10上设置加紧装置，从而将透镜33或者透镜组件3固定在镜架10上，也可以直接将透镜33或者透镜组件3卡接在镜架10上，本申请对透镜33或者透镜组件3与镜架10的固定方式不作限定。在此情况下，用户可根据屈光度需求选择合适的透镜33或者透镜组件3安装在镜架10上，这样一来，同一个镜架10可以得到充分的使用，无需占用额外的镜架10，节省放置空间和生产镜架10的成本。

由于上述透镜33是根据用户的需求进行屈光度梯度设定，无法精确到每个用户，为使得用户在使用过程中能够更加贴合自身的屈光度，在本申请的另一些实施例中，透镜33可以为力致变焦透镜和电致变焦透镜，力致变焦透镜和电致变焦透镜均通过利用液体表面张力来达到控制目的。电致变焦透镜即通过电力的方法利用“电浸润”来改变液体表面张力，而力致变焦透镜即通过机械力的方法直接在透镜33上加力使透镜33形状产生物理形变。本申请对透镜33的类型不作限定，能够满足变焦需求即可。

以下以力致变焦透镜进行举例说明，例如，该头戴设备100还可以包括如图12所示的至少一个环状压电圈101，环状压电圈101沿着透镜33的侧壁设置。环状压电圈101用于在通电状态下由透镜33的侧壁挤压透镜33。

在此情况下，结合图8所示，场景光14通过透镜组件3再进入到人眼内，此时，利用环状压电圈101逆压电效应使所述环状压电圈101发生形变，挤压透镜33使透镜33的曲率发生变化，就可以改变场景光14发出的光的传播方向，使光的传播方向适用于用户的晶状体形变，让用户即使有近视眼或远视眼都可自如的使用该头戴设备100。在对透镜33的曲率进行适宜的调整后，场景光14调整至可以成像在人眼的视网膜9上，而不是成像在人眼的视网膜9前或视网膜9后，与用户变形的晶状体相适应，因此用户可以获得清晰的图像信息。

在本申请的另一些实施例中，该头戴设备100还可以包括如图13所示的电源102和控制器103，其中，电源102与环状压电圈101电连接。控制器103与环状压电圈101和电源102电连接，用于根据用户的操作控制电源102向环状压电圈101提供供电电压来调节透镜33的曲率，以使得透镜33的屈光度与用户的屈光度相匹配。该头戴设备100还可以包括输入端104，该输入端104可以为旋钮、按键和触摸屏中的一种，该输入端104与控制器103电连接。

这样一来，如图13所示，用户可以在输入端104上设定所需眼镜度数。眼镜度数与电源102的电压对应，从而控制器103将控制指令发送给电源102为环状压电圈101提供向匹配电压，最后，对透镜33的曲率进行调整来匹配用户所需的屈光度。当电源102停止对状压电圈进行供电时，透镜33恢复至初始状态，这有利于另一用户使用时，对透镜33的曲率进行再次调整。该透镜33可以由全氯乙烯丙烯共聚物或聚二甲基硅氧烷构成。也可以根据需要改变所述透镜33的材质，只需满足所述透镜33的材料有一定的弹性、能够恢复、且透明即可。

在本申请的另一些实施例中，该透镜33可以包括反射式液体透镜和透射式液体透镜中的任意一种。其中，反射式液体透镜实际上是一个焦距可变的镜面，用于替代传统的镜面，当装有液体(一般为水银)的容器旋转的时候，离心力的作用将使液体表面形成一个正好符合用户要求的凹面。透射式液体透镜是两种互不相溶且具有不同折射率的液体组成，制成具有高光学性能可变焦距的透镜33。

以下对上述提及的分光镜2进行举例说明，例如，在本申请的一些实施例中，如图14所示，为图10中A处的放大示意图，该分光镜2可以包括透明基板21、偏振反射膜22、偏振分光膜23和四分之一波片24，其中，结合图10可知，偏振反射膜22贴设于透明基板21靠近透镜组件3一侧。偏振分光膜23贴设于偏振反射膜22远离透明基板21一侧。四分之一波片24贴设于偏振分光膜23远离偏振反射膜22一侧。

在此情况下，透明基板21表面依次贴附偏振反射膜22，偏振分光膜23和四分之一波片24，成像元件1出射的光线透过四分之一波片24后，偏振装态不发生改变，后续照射到偏振反射膜22上，单个方向偏振的光线被反射，另一方向的光线透射，反射的光线经过四分之一波片24，偏振状态被调制成圆偏振光的第一反射光12。球面镜32靠近人眼的一面可以镀有分光膜31(半反半透膜，或者透六反四膜等)，此时，圆偏振光照射到球面镜32，部分光线反射形成第二反射光13，第二反射光13依然为圆偏振光，只是旋转角度与入射时相反。反射的第二反射光13经过四分之一波片24，偏振状态被调制成线偏振光，后续依次通过偏振分光膜23、偏振反射膜22和透明基板21，照射到人眼成像，此时偏振反射膜22和偏振分光膜23对光线的偏振态不起作用。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种头戴设备，其特征在于，包括：

成像元件，发出光束信号；

分光镜，设置于所述成像元件的出光光路上，所述分光镜用于将所述光束信号的一部分沿所述分光镜的反射方向传播形成第一反射光；

透镜组件，朝向所述分光镜一侧具有凹面，所述凹面用于将所述第一反射光进行反射形成第二反射光，所述第二反射光经由所述分光镜后至成像区域成像；所述透镜组件还用于接收并汇聚场景光，所述场景光依次穿过所述透镜组件和所述分光镜后聚焦至所述成像区域。

2.根据权利要求1所述的一种头戴设备，其特征在于，所述分光镜位于所述透镜组件的光轴上，所述分光镜为偏振分光镜。

3.根据权利要求1所述的一种头戴设备，其特征在于，所述透镜组件的所述凹面曲率不变，所述透镜组件被配置为远离所述分光镜一侧的曲率可调节以与所述成像区域所需屈光度匹配。

4.根据权利要求3所述的一种头戴设备，其特征在于，所述透镜组件包括：

球面镜，朝向所述分光镜一侧具有所述凹面；

透镜，与所述球面镜层叠设置且位于所述球面镜的背离所述凹面的一侧，所述透镜被配置为可调节以具有与所述屈光度匹配的曲率，用于接收并汇聚所述场景光；

分光膜，设置于所述球面镜靠近所述分光镜一侧，用于透过所述第一反射光的一部分。

5.根据权利要求4所述的一种头戴设备，其特征在于，所述透镜位于所述球面镜远离所述分光镜一侧。

6.根据权利要求4所述的一种头戴设备，其特征在于，所述头戴设备还包括：

至少一个环状压电圈，所述环状压电圈沿着所述透镜的侧壁设置；所述环状压电圈用于在通电状态下由所述透镜的侧壁挤压所述透镜；

电源，与所述环状压电圈电连接；

控制器，与所述环状压电圈和所述电源电连接，用于根据用户的操作控制所述电源向所述环状压电圈提供供电电压，以使得所述透镜的屈光度与用户的屈光度相匹配。

7.根据权利要求4所述的一种头戴设备，其特征在于，所述球面镜包括球面型、非球面型和自由曲面中的任意一种。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的一种头戴设备，其特征在于，所述分光镜包括：

透明基板；

偏振反射膜，贴设于所述透明基板靠近所述透镜组件一侧；

偏振分光膜；贴设于所述偏振反射膜远离所述透明基板一侧；

四分之一波片，贴设于所述偏振分光膜远离所述偏振反射膜一侧。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的一种头戴设备，其特征在于，所述头戴设备还包括：

光学镜片，设置于所述成像元件的出光光路上，且位于所述成像元件与所述分光镜之间，所述光学镜片用于矫正所述光束信号的成像像差。

10.根据权利要求1～4中任一项所述的一种头戴设备，其特征在于，所述透镜组件靠近所述分光镜一侧的曲率半径在35mm～50mm之间，所述透镜组件远离所述分光镜一侧的曲率半径大于或等于90mm。

Images