[实用新型]一种头戴式显示设备

说明书

技术领域

本实用新型属于虚拟现实技术领域，具体涉及一种头戴式显示设备。

背景技术

近年来虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术作为新出现的高新技术正越来越受到人们的关注，虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供给使用者关于视觉、听觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，可以及时、无限制地观察三维空间内的事物。该技术在手机上的应用将成为下一轮研究的热点。

随着3D显示技术的发展，拥有立体视觉功能的头戴式显示器正逐渐地进入人们的工作和生活中。头戴式显示器是一种被应用与各个领域的大画面便携式高沉浸感立体图像显示设备。使用头戴式辅助设备配以智能手机，就组成了便携式的头戴式显示器(Head-Mounted Display,HMD)。这就使得头戴式显示器实现了“便携式”和“小型化”，用户就能够随时随地体验虚拟现实设备带来的震撼效果。

目前HMD目视光学系统一般采用传统透镜，如球面透镜、非球面透镜或自由曲面光学透镜。该系统受光学加工技术及光学材料的限制，显示设备中光学系统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)，而使用者通过光学系统所能观察到的视野被其口径限制，观察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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于解决上述技术问题的头戴式显示设备。

本实用新型所提供的头戴式显示设备，包括主体框架，及设于主体框架上的光学系统，所述主体框架上设置有设备固定机构，以在光学系统外侧放置移动终端；所述光学系统包括两个光学镜片组，其中每个光学镜片组分别包括菲涅尔透镜和正透镜，所述菲涅尔透镜与正透镜相对设置，且所述菲涅尔透镜在背离正透镜的一侧端面设置为平面，另一侧端面设置为径向对称的菲涅尔面，所述正透镜在背离菲涅尔透镜的一侧端面设置为平面，另一侧端面设置为非球面。

作为本实用新型的优选方案，所述正透镜为平凸非球面透镜。

作为本实用新型的优选方案，所述设备固定机构包括相对设置的两块夹紧片，以垂直方式设于两块夹紧片上的螺杆，以及用于调节两块夹紧片间距的旋钮；其中所述螺杆分别与两块夹紧片以螺纹方式连接，且两者的螺纹连接方向相反，所述旋钮与螺杆固定连接。

作为本实用新型的优选方案，所述螺杆设置在两块夹紧片的中部。

作为本实用新型的优选方案，所述主体框架上设置有一挡光条，所述挡光条设置在两个光学镜片组之间的位置，以对置于设备固定机构上移动终端的显示屏进行分隔。

作为本实用新型的优选方案，所述头戴式显示设备还包括瞳距调节机构，所述的两个光学镜片组分别嵌装在瞳距调节机构上。

作为本实用新型的优选方案，所述瞳距调节机构包括相对设置的两个镜片框架，及用于调节两个镜片框架间距的调节齿轮，其中两个所述镜片框架上分别设置有齿条，且每个镜片框架上的齿条分别与调节齿轮进行啮合。

作为本实用新型的优选方案，所述主体框架上设置有卡箍，且所述卡箍的两端分别插接在主体框架上并与主体框架固定连接。

作为本实用新型的优选方案，：所述卡箍由柔性材料制备而成。

作为本实用新型的优选方案，所述主体框架上设置有档条，所述档条设置为折叠状结构，并相对于主体框架向下后弯折设置。

由于上述技术方案的应用，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的头戴式显示设备，通过将菲涅尔透镜与正透镜组合使用，可使该头戴式显示设备的整个光学系统轻薄、重量轻的同时，其在视场大，成像质量好，进而保证了该头戴式显示设备在体积足够小、重量足够轻的前提下，实现了头戴式虚拟现实显示系统的大视场，同时兼顾成像质量。同时，由于该菲涅尔透镜与正透镜的两侧外端面均设置为平面，这样就便于对菲涅尔透镜与正透镜的生产制备，以及便于人们在后续使用过程中的清洁，进一步满足人们的使用需求。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例所提供的头戴式显示设备的结构示意图。

图2是本实用新型中光学镜片组的结构示意图。

图3是本实用新型中设备固定机构的结构示意图。

图4是本实用新型中瞳距调节机构的结构示意图。

图5为本实用新型中平凸透镜的成像示意图。

图6为本实用新型中菲涅尔透镜的成像示意图。

图7为本实用新型中平凸透镜与菲涅尔透镜组合使用时的成像示意图。