头戴式虚拟现实显示设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及头戴显示设备领域，尤其设及头戴式虚拟现实显示设备。
【背景技术】
[0002] 目前头戴式虚拟现实显示系统的光学放大元件均采用传统透镜，如球面透镜、非 球面透镜或自由曲面光学透镜，受光学加工技术及光学材料的限制，显示系统中的光学放 大镜组的口径通常会做得比较小（若口径做大光学系统的重量和体积均会大幅增加），使 用者通过光学放大镜组所能观察到的视野被放大镜组的口径限制，放大镜组的视野相对人 眼自然状态下的视野显得很小，故此视野受限的图像显示系统给人眼带来的视觉冲击及沉 浸感将会受到很大的影响。在保证头戴设备体积足够小、重量足够轻的前提下，如何实现头 戴式虚拟现实显示系统大视场成为亟待解决的问题。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的是提供一种头戴式虚拟现实显示设备，采用特定结构的光学放 大组合镜解决现有头戴式虚拟现实显示系统使用传统镜所导致的视野与产品体积和重量 不可兼顾的问题，同时本实用新型加入附镜，解决因特定结构光学组合放大镜放大倍数过 大，造成的分辨率不佳问题。
[0004] 为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种头戴式虚拟现实显示设备， 包括图像显示源和光学放大镜组，图像显示源显示的光信息，经光学放大镜组放大后的投 影虚像由人眼接收，光学放大镜组包括一组放大组合镜和一组具有发散功能的附镜；所述 放大组合镜中屯、区域为凸透镜，边缘区域为聚焦薄型光学元件，所述放大组合镜位置固定； 所述附镜为负焦距的光学元件，其固定于一活动机构上，通过控制活动机构可将所述附镜 在光路中移入或移出；当所述附镜移入光路中时，其位于放大组合镜远离人眼一侧。
[0005] 优选的，所述放大组合镜中屯、区域的凸透镜为球面透镜或非球面透镜或自由曲面 光学透镜；所述边缘区域的聚焦薄型光学元件为菲涅尔透镜或菲涅尔波带片或二元光学 元件。
[0006] 优选的，所述放大组合镜中屯、区域和边缘区域为一体注塑成型。
[0007] 优选的，所述放大组合镜中屯、区域和边缘区域分别为单独元件，边缘区域元件的 缕空区域轮廓形状与中屯、区域元件的外围轮廓形状一致，且能紧密配合；中屯、区域元件和 边缘区域元件通过光学胶合或机械组合方式结合在一起。
[000引优选的，所述放大组合镜中屯呕域和边缘区域焦距差小于10毫米。
[0009] 优选的，当所述边缘区域的聚焦薄型光学元件为菲涅尔透镜时，在菲涅尔透镜每 一环带的非工作面锻有一层吸光涂料。
[0010] 优选的，所述放大组合镜近眼侧锻有一种或多种功能性膜层，所述功能性膜层包 括抗藍光膜、增透膜、加硬膜、防雾膜中的一种或多种。
[0011] 优选的，在所述放大组合镜近眼侧，还设置有一层透明保护屏，所述透明保护屏上 锻有一种或多种功能性膜层，所述功能性膜层包括单向透视膜、抗藍光膜、抗福射膜、加硬 膜、防雾膜中的一种或多种。
[0012] 优选的，所述透明保护屏为平板、平光弯月镜片和带屈光矫正的镜片中的一种。
[0013] 优选的，所述活动机构通过软件指令或硬件按钮进行控制。
[0014] 与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
[0015] 1.本实用新型头戴式虚拟现实显示设备采用传统透镜与聚焦薄型光学元件相结 合的光学放大组合镜，既能保证中屯、画质，又同时扩大了人眼的边缘视野，增强了使用者的 沉浸感；另外由于聚焦薄型光学元件的使用，很大程度上减小了头戴式虚拟现实显示设备 的重量，减轻了重量对佩戴造成的不适感。
[0016] 2.本实用新型头戴式虚拟现实显示设备光学系统可切换，用于游戏时，可将附镜 移出光路，仅用光学放大组合镜，能呈现超大视野；但是在看高清视频时，由于仅用光学放 大组合镜放大倍数过大，像素格会特别明显，会造成分辨率较低的感觉，因此看视频时将附 镜移入光路，使焦距增长，放大倍数降低，画面更细腻。
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前 提下，还可W根据该些附图获得其他的附图：
[0018] 图1为本实用新型实施例头戴式虚拟现实显示设备的光学结构示意图；
[0019] 图2为图1中放大组合镜3单目结构示意图；
[0020] 图3为图1中放大组合镜3的双目机构示意图；
[0021] 图4为在图1基础上增加透明保护屏4的结构示意图；
[0022] 图5为放大组合镜3的中屯、透镜部分与边缘菲涅尔透镜部分的结构标注示意图；
[0023] 图6为附镜2结构标注示意图；
[0024] 图7为本实用新型实施例头戴式虚拟现实显示设备结构示意图；
[0025] 图8为附镜通过活动机构安装于壳体上的结构示意图；
[0026] 图9为图7头戴式虚拟现实显示设备组装好后的机构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[002引本实用新型头戴式虚拟现实显示设备简称头戴式VR设备，VR指虚拟现实，是VirtualReality的简称。
[0029]参见图1，为本实用新型头戴式虚拟现实显示设备的光学结构示意图，包括：图像 显示源1和光学放大镜组，光学放大镜组包括一组放大组合镜3和一组具有发散功能的附 镜2。所述放大组合镜3的中屯、区域为凸透镜，边缘区域为聚焦薄型光学元件，所述放大组 合镜位置固定；所述附镜2为负焦距的光学元件，其固定于一活动机构上，通过控制活动机 构可将所述附镜在光路中移入或移出；当所述附镜移入光路中时，其位于放大组合镜远离 人眼一侧。图像显示源显示的光信息，经光学放大镜组放大后的投影虚像由人眼接收。图 像显示源可W为单独显示屏，也可W为移动终端显示屏。
[0030] 所述活动机构可W为各种常见的运动副，如较链、曲柄滑块、转动副等，活动机构 的运动可通过软件指令控制，也可W通过硬件按钮进行控制。当使用者体验游戏时，附镜2 可通过活动机构移出使用者的视野，即移出光路，可获得更好的沉浸感；当使用者观看影视 时，为获得更细腻清晰的画质，可通过活动机构将附镜2移入使用者的视野内，即放入光路 中。
[0031] 下面结合图2和3介绍放大组合镜3的结构。
[0032] 参见图2,为放大组合镜3的单目结构，图2放大组合镜包括中屯、区域A和边缘区 域B两部分，边缘区域B的内径与中屯、区域A的外径紧密配合。中屯、区域A为凸透镜（单 凸或双凸）或组合凸透镜，所述凸透镜为传统球面透镜、非球面透镜或自由曲面光学透镜； 所述组合凸透镜指至少两块凸透镜组合在一起形成一个透镜组，例如两块口径一致的圆形 的非球面透镜胶合在一起形成组合凸透镜；边缘区域B为聚焦薄型光学元件（有聚焦功能 的薄片型光学元件），所述聚焦薄型光学元件包括菲涅尔透镜、菲涅尔波带片和二元光学元 件。中屯、区域A对应主视场成像，具有优质的画质；边缘区域B对应边缘视场成像，可有效 扩大VR显示系统的周边视野。
[0033] 本实用新型实施例中，放大组合镜中屯、