一种反射偏振式VR眼镜的制作方法

一种反射偏振式vr眼镜
技术领域
1.本实用新型涉及虚拟现实技术领域，特别是涉及一种反射偏振式vr眼镜。


背景技术：

2.vr眼镜即以虚拟现实技术为基础的头戴式目视系统；在医疗、教育、游戏、人机交互和维修制造等领域有广阔的应用前景。但目前国内vr眼镜在技术上仍存在缺陷：由于出瞳(eyebox)小带来的眩晕感，折射系统边缘成像质量差，畸变大失真等问题。
3.国内传统折射式光学系统受vr眼镜镜筒长度，重量，出瞳大小限制，为了得到较好的视觉效果，降低光圈，减小eyebox，光圈数为5-10，从而导致折射系统像差大，无法有效校正，得不到最优的目视效果；且eyebox小(2-4mm)，眼球移动，画面就严重失真，佩戴有眩晕感不清晰。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种反射偏振式vr眼镜，来提高eyebox，提高图像质量，使用无眩晕感。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.一种反射偏振式vr眼镜，包括：
7.图像源，用于发射原始光；
8.起偏器，用于对所述原始光进行转换的得到第一圆偏振光；
9.反射器，用于对所述圆偏振光进行2次反射得到第一线偏振光；
10.目镜，用于对所述线偏振光进行转换得到平行光。
11.优选地，所述图像源为lcd显示器和像素二维阵列中任意一者。
12.优选地，所述vr眼镜还包括：第一透镜；
13.所述第一透镜为平凸透镜，所述第一透镜用于对所述第一圆偏振光进行聚拢得到聚拢圆偏振光，所述反射器对所述聚拢圆偏振光进行2次反射得到所述第一线偏振光。
14.优选地，所述起偏器包括：
15.线偏振片，用于对所述原始光进行转换得到第二线偏振光；
16.第一四分之一波片，与所述线偏振片密接，用于对所述第二线偏振光进行转换得到所述第一圆偏振光。
17.优选地，所述起偏器为圆偏振片；
18.所述圆偏振片对所述原始光进行转换的得到所述第一圆偏振光。
19.优选地，所述反射器包括依次密接的第二透镜、第三透镜和第二四分之一波片；
20.所述第二透镜为平凹透镜，所述第三透镜为平凸透镜；所述第二透镜和所述第三透镜之间镀有分光膜；
21.所述聚拢圆偏振光依次通过所述第二透镜、所述分光膜和所述第三透镜进入所述第二四分之一波片，所述第二四分之一波片对所述聚拢圆偏振光进行转换得到第三线偏振
光，并对所述第三线偏振光进行反射，所述第二四分之一波片对反射的所述第三线偏振光再次进行转换得到第二圆偏振光；
22.所述第二圆偏振光透过所述第三透镜，并在所述分光膜出发生反射，得到反射光，所述反射光透过所述第三透镜进入所述第二四分之一波片，所述第二四分之一波片对所述反射光进行转换得到所述第一线偏振光。
23.优选地，所述目镜包括依次密接的第四透镜和第五透镜；
24.所述第四透镜为平凹透镜，所述第五透镜为双凸透镜。
25.优选地，所述vr眼镜还包括有外壳；
26.所述图像源、所述起偏器、所述反射器和所述目镜均位于所述外壳内。
27.优选地，所述外壳为塑料、金属、纤维复合材料和玻璃中的一者或几者的组合。
28.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
29.本实用新型涉及一种反射偏振式vr眼镜，包括：图像源，用于发射原始光；起偏器，用于对所述原始光进行转换的得到第一圆偏振光；反射器，用于对所述圆偏振光进行2次反射得到第一线偏振光；目镜，用于对所述线偏振光进行转换得到平行光。本实用新型有效解决了vr眼镜视场小、eyebox小、佩戴有眩晕感、成像模糊和边缘失真变形等问题。
附图说明
30.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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本实用新型反射偏振式vr眼镜结构图；
32.图2为本实用新型反射偏振式vr眼镜光路图。
33.符号说明：1-图像源，2-起偏器，3-第一透镜，4-反射器，5-目镜，6-出瞳，7-外壳，21-线偏振片，22-第一四分之一波片，41-第二透镜，42-第三透镜，43-第二四分之一波片，51-第四透镜，52-第五透镜。
具体实施方式
34.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做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。
35.本实用新型的目的是提供一种反射偏振式vr眼镜，来提高eyebox，提高图像质量，使用无眩晕感。
36.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
37.图1为本实用新型反射偏振式vr眼镜结构图。如图1所示，本实用新型提供了一种反射偏振式vr眼镜，包括：图像源1、起偏器2、反射器4和目镜5。
38.其中，所述图像源1用于发射原始光。可选地，所述图像源1为lcd显示器和像素二
维阵列中任意一者。
39.所述起偏器2包括线偏振片21和第一四分之一波片22。所述起偏器2亦可为圆偏振片，本实施例中，所述起偏器2为所述线偏振片21和第一四分之一波片22的组合。
40.所述线偏振片21和所述第一四分之一波片22之间密接，消除由于引入多层光学表面间隙产生的光能损耗。
41.所述线偏振片21位于靠近所述图像源1侧。
42.作为一种可选的实施方式，本实用新型所述vr眼镜还包括第一透镜3。
43.所述第一透镜3为平凸透镜，所述第一透镜3的平面朝向所述第一四分之一波片22。优选地，所述第一透镜3的材质为注塑或玻璃中任意一者。
44.所述反射器4包括第二透镜41、第三透镜42和第二四分之一波片43。
45.所述第二透镜41为平凹透镜，所述第三透镜42为平凸透镜。
46.为了消除由于引入多层光学表面间隙产生的光能损耗，所述第二透镜41的平面朝向所述第一透镜3的凸面，所述第二透镜41的凹面与所述第三透镜42的凸面胶合，且所述第二透镜41和所述第三透镜42之间镀有分光膜。所述第二四分之一波片43的第一面与所述第三透镜42的平面密接。
47.为了对像差进行校正，本实用新型所述目镜5包括第四透镜51和第五透镜52。
48.所述第四透镜51为平凹透镜，所述第五透镜52为双凸透镜。
49.所述第四透镜51的的平面朝向所述第二四分之一波片43的第二面；所述第四透镜51的凹面与所述第五透镜52的第一凸面密接，所述第五透镜52的第二凸面朝向出瞳6。
50.作为一种可选的实施方式，本实用新型所述vr眼镜还包括有外壳7。
51.所述图像源1、所述起偏器2、所述第一透镜3、所述反射器4和所述目镜5均位于所述外壳7内。
52.具体地，所述外壳7为一副眼镜的框架形状、头盔形状和护目镜5形状中任意一者，根据实际需求进行选取。
53.进一步地，所述外壳7为塑料、金属、纤维复合材料和玻璃中的一者或几者的组合。根据实际需求进行选取。
54.图2为本实用新型反射偏振式vr眼镜光路图。如图2所示，本实用新型原理如下：
55.所述线偏振片21对所述图像源1发出的原始光进行转换得到第二线偏振光，所述第一四分之一波片22对所述第二线偏振光进行转换得到第一圆偏振光。
56.所述第一透镜3对所述圆偏振光进行聚拢得到聚拢圆偏振光。
57.所述聚拢圆偏振光依次通过所述第二透镜41、所述分光膜和所述第三透镜42进入所述第二四分之一波片43，所述第二四分之一波片43对所述聚拢圆偏振光进行转换得到第三线偏振光，所述第三线偏振光的偏振方向与所述第二四分之一波片43的光轴方向垂直，继而所述第三线偏振光发生反射，所述第二四分之一波片43对反射的所述第三线偏振光再次进行转换得到第二圆偏振光。
58.所述第二圆偏振光透过所述第三透镜42，并在所述分光膜出发生反射，得到反射光，所述反射光透过所述第三透镜42进入所述第二四分之一波片43，所述第二四分之一波片43对所述反射光进行转换得到第一线偏振光。所述第一线偏振光的偏振方向与所述第二四分之一波片43的光轴方向平行，继而所述第一线偏振光透过所述第二四分之一波片43进
入所述第四透镜51。
59.所述第四透镜51和所述第五透镜52共同作用将所述第一线偏振光进行转换得到平行光。所述第四透镜51和所述第五透镜52与所述第二四分之一波片43之间的直线距离由屈光度决定。
60.本实用新型采用折反射式系统，大幅度减小镜头长度及重量，佩戴轻便。且反射式无色差，结构上采用五组元双高斯对称结构，有效降低像散与场区像差，增大光圈，光圈数数可达1.8，eyebox达到8mm，使画面边缘不失真无变形。配以反射偏振结构消除屏幕杂散光，视觉效果更逼真，还原真实色彩，观看不劳累。
61.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
62.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。