[实用新型]一种适配手机的增强现实头戴设备及其光学模组

说明书

技术领域

本实用新型涉及智能穿戴电子设备技术领域，更具体的说，涉及一种适配手机的增强现实头戴设备及其光学模组。

背景技术

随着科学技术的不断发展，越来越多的显示设备被广泛的应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。

头戴显示设备一般分为AR设备(增强现实设备)以及VR设备(虚拟现实设备)以及MR设备(混合显示设备)等。其中，AR设备原理是人眼既可以获取真实世界的景物信息同时也要获得显示屏显示的图像信息，两个路径的图像信息在人眼处融合，形成叠加图像。

现有的头戴显示设备中，为了实现增强现实显示，通常所用的光学模组分为两种形式：光波导形式和自由曲面棱镜形式两种方式。这两种形式的光学模组均结构复杂，制作成本高，不便于头戴显示设备的使用以及普及。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型技术方案提供了一种适配手机的增强现实头戴设备及其光学模组，光学模组仅具有一曲面透镜以及一平面透镜，即可实现增强现实图像显示，光学模组结构简单，制作成本低，便于头戴显示设备使用以及普及。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种光学模组，用于适配手机的增强现实头戴设备，所述光学模组包括：相对设置的曲面透镜以及平面透镜；

所述手机的显示屏出射的第一光学图像信息经过所述平面透镜反射至所述曲面透镜，再经过所述曲面透镜反射至所述平面透镜，再透过所述平面透镜出射；来自目标景物的第二光学图像信息依次透过所述曲面透镜以及所述平面透镜后出射；

经过所述平面透镜出射的所述第一光学图像信息以及所述第二光学图像信息形成叠加图像。

优选的，在上述光学模组中，所述曲面透镜具有相对设置的凹表面以及凸表面；所述凹表面与所述凸表面具有相同的曲率半径；

所述平面透镜具有相对设置的第一平面以及第二平面，所述第一平面朝向所述曲面透镜的凹表面。

优选的，在上述光学模组中，所述凹表面以及凸表面均为球面。

优选的，在上述光学模组中，所述曲面透镜的光轴平行于一参考平面；所述平面透镜与所述参考平面相交，且二者夹角不等于90°；

其中，所述手机的显示屏平行于所述参考平面。

优选的，在上述光学模组中，所述平面透镜与所述参考平面具有45°的夹角。

优选的，在上述光学模组中，所述凹表面覆盖有第一半反半透膜，所述第一平面覆盖有第二半反半透膜。

优选的，在上述光学模组中，所述手机的显示屏的长度为L，单眼视场角为α；所述曲面透镜的光轴与所述第一平面的交点到所述手机的显示屏的距离为d₃，所述交点与所述凸表面的距离为d₂；

其中，

优选的，在上述光学模组中，所述曲面透镜的光轴与所述第一平面的交点与所述手机的显示屏的距离为d₃，所述交点与所述凸表面的距离为d₂；

所述光学模组的有效焦距等于d₃+d₂。

优选的，在上述光学模组中，还包括：

覆盖所述第二平面的减反膜。

本实用新型还提供了一种适配手机的增强现实头戴设备，所述增强现实头戴设备包括：

头戴设备主体，所述头戴设备主体用于将所述增强现实头戴设备固定在用户的头部预设位置；所述头戴设备主体具有用于放置的手机的固定装置；

设置在所述头戴设备主体上的第一镜片模组以及第二镜片模组，所述第一镜片模组以及所述第二镜片模组均包括上述任一项所述的光学模组；

其中，在进行增强现实图像显示时，所述手机的显示屏分为两个显示区域，以进行分屏显示，两个显示区域均显示第一光学图像信息；一个显示区域出射的第一光学图像信息用于入射所述第一镜片模组的光学模组，另一个显示区域出射的第一光学图像信息用于入射所述第二镜片模组的光学模组。

优选的，在上述增强现实头戴设备中，所述曲面透镜的光轴平行于所述参考平面；

所述手机的显示屏平行于所述参考平面，且朝向所述光轴设置。