TWM523863U - 頭戴式顯示器之導光鏡片 - Google Patents
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Description
本創作係涉及光學之技術領域，特別是指一種低耗電、高輝度頭戴式顯示器之導光鏡片之創新結構型態揭示者。
按，頭戴式顯示器(Head-Mounted Display，簡稱HMD)由於可以令使用者同時看到實際的景物與虛擬的螢幕，且因其有可能取代智慧型手機的銀幕，因此問市以來便受到相當高的關切，可說是一種劃時代的點子產品。其主要係利用一迷你投影機(Proejtor)透稜鏡(Prism)的反射後，讓光線直接進入使用者的眼睛，而在視網膜上成像。由於稜鏡的巧面設計，讓迷你投影機所投射出來的光線(Layer)與現實環境中的光線(Reality)混合，因此在視網膜上成像時，就會產生虛擬影像與實際影像混合的效果。
然而，傳統頭戴式顯示器有一個相當大的問題，由於其設計的成像位置，剛好是在正常眼睛的視網膜上面，對於需要使用鏡面來矯正視力的人們而言，想要在視網膜上呈現出清晰完美的影像，確實困難度相當高。
是以，針對上述習知研粉機結構所存在之問題點，如何開發一種更具理想實用性之創新結構，實使用者所企盼，亦係相關業者須努力研發突破之目標及方向。
有鑑於此，創作人本於多年從事相關產品之製造開
發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本創作。
本創作之主要目的，係在提供，其所欲解決之技術問題，係針對如何研發出一種更具理想實用性之新式頭戴式顯示器之導缸鏡片之結構型態為目標加以創新突破。
本創作解決問題之技術特點，主要在於所述頭戴式顯示器之導光鏡片，包括一第一透鏡以及一貼合於第一透鏡上之第二透鏡，其中該第一透鏡與第二透鏡間係形成有一間隙；該第一透鏡係為一半反半透鏡(dichroic mirror)，並有一上寬下尖之類三角形剖面；該第一透鏡之頂部係設為一圓弧狀之入射面，該入射面係供對應頭戴式顯示器之稜鏡；該第一透鏡之背面係設為內凹之第一反射面，而其正面則設置為外凸之第二反射面；該第二透鏡剖面之形狀係與該第一透鏡剖面的形狀互相互補對應；該第二透鏡背面形狀係對應於第一透鏡第二反射面之形狀設置，而該間隙係形成於第一透鏡第二反射面與第二透鏡之背面間；該第二透鏡之正面係為一自由曲面。
藉此創新獨特設計，使本創作對照先前技術而言，俾可提高使用實之輝度，達到節電低耗能之實用進步性與較佳產業經濟(利用)效益。
10‧‧‧第一透鏡
11‧‧‧入射面
12‧‧‧第一反射面
13‧‧‧第二反射面
20‧‧‧第二透鏡
30‧‧‧間隙
40‧‧‧稜鏡
A‧‧‧光源訊號
B‧‧‧光線
第1圖係本創作之側視圖。
第2圖係本創作反射光源訊號之示意圖。
第3圖係本創作實際使用時環境光線與光源訊號之路徑示意圖。
請參閱第1圖所示，係本創作頭戴式顯示器之導光鏡片之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制。所述頭戴式顯示器之導光鏡，其主要係包括一第一透鏡10以及一貼合於第一透鏡10上之第二透鏡20，其中該第一透鏡10與第二透鏡20間係形成有一間隙30，本創作之較佳實施例中，該間隙30之寬度係設為0.1mm。
該第一透鏡10係為一半反半透鏡(dichroic mirror)，並有一上寬下尖之類三角形剖面。該第一透鏡10之頂部係設為一圓弧狀之入射面11，該入射面11係經多層膜抗反光表面處理(Anti-reflection Coating，簡稱AR Coating)，且該入射面11係供對應頭戴式顯示器之稜鏡40。該第一透鏡10之背面係設為內凹之第一反射面12，而其正面則設置為外凸之第二反射面13。
該第二透鏡20剖面之形狀係與該第一透鏡10剖面的形狀互相互補對應。該第二透鏡20背面形狀係對應於第一透鏡10第二反射面12之形狀設置，而該間隙30係形成於第一透鏡10第二反射面12與第二透鏡20之背面間。該第二透鏡20之正面係為一自由曲面(free-from)。該第二透鏡20之正面與背面皆經多層膜抗反光表面處理。
請參閱如第2、3圖所示，本創作之操作方式，係由一迷你投影機(圖中未示)發射出光源訊號A，該光源訊號經稜鏡40折射後係投射於該第一反射面12，經第一反射面12反射後再投射於第二反射面13，經第二反射面13反射後，最後再以同軸的方式投射於使用者的視網膜上成像。由於該第一透鏡10係為一半反半透鏡，且該第二透鏡20為全透鏡，因此，當使用者直視前方時，迷你投影機所投射出來的光線，會與現實環境中的光線B混合，固在視網膜上成像時，就會產生虛擬影像與實際影像混合的效果。
本創作在使用上確實具有如下之優點，由於本創作來自迷你投影機之光源訊號A，係經第一透鏡10兩次反射後在於使用者的視網膜成像，因此，針對有視力矯正需求的使用者，可利用改變第一透鏡10曲率之技術手段，改變成像的前後距離，因此就算視力需要矯正的使用者，依然可正常使用創作。其次便是第二透鏡20正面所設置的自由曲面，可使得鏡片的頂點曲率半徑變平，從而使鏡片可以進一步地貼近眼球，而達擴大視場的目的；再者，透過自由曲面設置，使得整體鏡片的前後表面，均可選擇最佳的彎度匹配，同時內表面本身就帶有非球面或散光非球面設計，使得鏡片視物的清晰程度可以獲得最大程度的保證；其次，利用自由曲面的設置，還可以在製造的過程中，直接輸入鏡框形式與尺寸、使用者的瞳距等個性化因子，使得鏡片的光學性能依據每一個使用者的不同需求，獲得進一步的優化。而更值
得一提的是，本創作透過該間隙30的設置，可大幅提高本創作使用時的輝度，可降低迷你投影機投射光源時的負擔，間接達到節電低耗能之目的。
上述實施例所揭示者係藉以具體說明本創作，且文中透過特定的術語進行說明，當不能以此限定本新型創作之專利範圍；熟悉此項技術領域之人士當可在瞭解本創作之精神與原則後，進行變更與修改而達等效之目的，而此等變更與修改，皆應涵蓋於如後所述申請專利範圍所界定之範疇中。
10‧‧‧第一透鏡
11‧‧‧入射面
12‧‧‧第一反射面
13‧‧‧第二反射面
20‧‧‧第二透鏡
30‧‧‧間隙
40‧‧‧稜鏡
Claims (5)
- 一種頭戴式顯示器之導光鏡，其主要係包括一第一透鏡以及一貼合於第一透鏡上之第二透鏡，其中該第一透鏡與第二透鏡間係形成有一間隙；其中：該第一透鏡係為一半反半透鏡，並有一上寬下尖之類三角形剖面；該第一透鏡之頂部係設為一圓弧狀之入射面，該入射面係供對應頭戴式顯示器之稜鏡；該第一透鏡之背面係設為內凹之第一反射面，而其正面則設置為外凸之第二反射面；以及該第二透鏡剖面之形狀係與該第一透鏡剖面的形狀互相互補對應；該第二透鏡背面形狀係對應於第一透鏡第二反射面之形狀設置，而該間隙係形成於第一透鏡第二反射面與第二透鏡之背面間；該第二透鏡之正面係為一自由曲面。
- 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示器之導光鏡，其中，該間隙之寬度係設為0.1mm。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之頭戴式顯示器之導光鏡，其中，該入射面係經多層膜抗反光表面處理。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之頭戴式顯示器之導光鏡，其中，該該第二透鏡之正面與背面皆經多層膜抗反光表面處理。
- 如申請專利範圍第3項所述之頭戴式顯示器之導光鏡，其中，該該第二透鏡之正面與背面皆經多層膜抗反光表面處理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW104220966U TWM523863U (zh) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | 頭戴式顯示器之導光鏡片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW104220966U TWM523863U (zh) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | 頭戴式顯示器之導光鏡片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWM523863U true TWM523863U (zh) | 2016-06-11 |
Family
ID=56757275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW104220966U TWM523863U (zh) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | 頭戴式顯示器之導光鏡片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWM523863U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI663427B (zh) * | 2017-03-15 | 2019-06-21 | 宏碁股份有限公司 | 頭戴式顯示器及利用子像素位移之色差補償方法 |
| CN114815237A (zh) * | 2021-01-28 | 2022-07-29 | Oppo广东移动通信有限公司 | 激光显示模组及头戴显示设备 |
-
2015
- 2015-12-29 TW TW104220966U patent/TWM523863U/zh unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI663427B (zh) * | 2017-03-15 | 2019-06-21 | 宏碁股份有限公司 | 頭戴式顯示器及利用子像素位移之色差補償方法 |
| CN114815237A (zh) * | 2021-01-28 | 2022-07-29 | Oppo广东移动通信有限公司 | 激光显示模组及头戴显示设备 |
| CN114815237B (zh) * | 2021-01-28 | 2023-11-28 | Oppo广东移动通信有限公司 | 激光显示模组及头戴显示设备 |
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