[发明专利]用于呈现三维场景的折反射式头戴显示光学系统

摘要

本发明公开了一种用于呈现三维场景的折反射式头戴显示光学系统。包括左右两组结构相同对称布置的光学系统，每组光学系统包括显示屏、自由曲面反射镜和光学透镜；自由曲面反射镜置于光学透镜的正前方，显示屏置于光学透镜的前侧方，显示屏的法线方向与光学透镜的法线方向垂直，自由曲面反射镜的法线方向分别与显示屏、光学透镜呈倾斜角；显示屏发出的光线被自由曲面反射镜反射后发生转向，再经光学透镜折射后进入人眼。本发明能实现缩小虚拟现实头盔的体积与重量，结构简单，设计轻巧，适于产业化生产，成本低。

主权项

一种用于呈现三维场景的折反射式头戴显示光学系统，其特征在于：所述折反射式头戴显示光学系统包括左右两组结构相同对称布置的光学系统，每组光学系统包括显示屏(1)、自由曲面反射镜(2)和光学透镜(3)；自由曲面反射镜(2)置于光学透镜(3)的正前方，显示屏(1)置于光学透镜(3)的前侧方，显示屏(1)的法线方向与光学透镜(3)的法线方向垂直，自由曲面反射镜(2)的法线方向分别与显示屏(1)、光学透镜(3)呈倾斜角；显示屏(1)发出的光线被自由曲面反射镜(2)反射后发生转向，再经光学透镜(3)折射后进入人眼(4)；所述的两组光学系统的两个光学透镜(3)沿人眼方向平行布置，每组光学系统中，瞳距调节支架(8)后端安装在自由曲面反射镜外框(6)中，光学透镜(3)安装在屈光度调节滑块(7)中，屈光度调节滑块(7)的外侧部连接到自由曲面反射镜外框(6)内壁的导轨上，屈光度调节滑块(7)的内侧部连接到瞳距调节支架(8)后端侧壁的导轨上，使得屈光度调节滑块(7)沿人眼(4)视线方向的导轨移动；瞳距调节支架(8)前端设有凸缘结构，自由曲面反射镜外框(6)前端设有凸缘结构，自由曲面反射镜(2)的两端分别卡合连接在瞳距调节支架(8)前端凸缘和自由曲面反射镜外框(6)前端凸缘之间，自由曲面反射镜(2)的反射面位于内侧面；显示屏(1)固定安装在瞳距调节支架(8)的侧壁且其显示投射方向垂直于人眼方向，两组光学系统的瞳距调节支架(8)前端凸缘端面均连接到左右屏连接导轨(5)，瞳距调节支架(8)沿左右屏连接导轨(5)水平移动，左右屏连接导轨(5)沿垂直于人眼(4)视线方向。