[發明專利]頭戴式可視設備HMD波導光學系統在審
| 申請號: | 201610168442.6 | 申請日: | 2016-03-23 |
| 公開(公告)號: | CN107229118A | 公開(公告)日: | 2017-10-03 |
| 發明(設計)人: | 吳斐 | 申請(專利權)人: | 北京亮亮視野科技有限公司 |
| 主分類號: | G02B27/01 | 分類號: | G02B27/01 |
| 代理公司: | 北京三友知識產權代理有限公司11127 | 代理人: | 王天堯 |
| 地址: | 100026 北京市海淀區中*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 頭戴式 可視 設備 hmd 波導 光學系統 | ||
技術領域
本發明涉及頭戴式可視設備技術領域,尤其涉及HMD(Head Mount Display,頭戴式可視設備)波導光學系統。
背景技術
隨著技術的進步和發展,HMD越來越受到人們的關注。通過HMD可以使現實和虛擬世界進行很好的融合。由于HMD的體積和重量問題,HMD的產品主要用于軍事,而民用市場沒有很好的市場反應。為了解決體積和重量的問題,很多技術采用了波導技術,所有的光源元件和微顯示元件都結合得比較緊密,在眼睛前面只有一塊玻璃或者類似材料的半透明鏡片,但是在鏡片的旁邊仍然可以看出有很大的光學系統。
例如圖1給出了其中一種解決方案,如圖1所示,該方案采用了半反半透的結構棱鏡結構,采用的顯示芯片101是LCOS(Liquid Crystal on Silicon,液晶附硅)。光從光源102出射,經三角棱鏡103-1、103-2入射到顯示芯片101的LCOS面板上,經過LCOS面板的反射,入射到偏振分光器104上,偏振分光器104把光反射進入到方形玻璃棱鏡105內,然后經三角棱鏡106-2直接入射在偏振分光器107的反射面上,為了保證整個產品的穿透性,此反射面的反射率要低于100%,假如反射率為50%,有50%的光直接反射出去,有50%的光繼續前行經三角棱鏡106-1到反射鏡108,反射鏡108是有弧度的,使入射到它上面的光變成平行光反射出去,再次經過偏振分光器107的反射面反射,進入到人眼109,進入到人眼109的能量只有25%;另外25%的能量會透過偏振分光器107的反射面一直前行,從三角棱鏡103-1出去。此結構適合LCOS,而不適合OLED(Organic Light-Emitting Diode,有機發光二極管)和AMLCD(Active Matrix Liquid Crystal Display,主動矩陣液晶顯示器)。并且該穿透式方案需要亮度較高的顯示芯片。
發明內容
本發明實施例提供一種HMD波導光學系統,用以簡化HMD波導光學系統結構并提 升光學效率,該HMD波導光學系統包括:
顯示器101、反射鏡102、準直透鏡103;其中:
顯示器101用于發出光;
反射鏡102用于將顯示器101發出的光反射至準直透鏡103;
準直透鏡103用于對反射鏡102反射的光進行準直,準直后的光進入人眼104。
一個實施例中,顯示器101采用有機發光二極管OLED或液晶顯示器LCD。
一個實施例中,反射鏡102相對于顯示器101發出的光方向傾斜設置,且反射鏡102與顯示器101發出的光方向之間的夾角β在115°~135°的范圍內。
一個實施例中,反射鏡102的反射面由蒸鍍銀、鋁或介質膜形成。
一個實施例中,反射鏡102的反射面由貼敷反射片形成。
一個實施例中,準直透鏡103還用于對反射鏡102反射的光進行放大。
一個實施例中,準直透鏡103的曲面形狀根據反射鏡102與顯示器101發出的光方向之間的夾角β、以及準直透鏡103的光學參數確定。
本發明實施例的HMD波導光學系統包括顯示器101、反射鏡102、準直透鏡103;其中,顯示器101用于發出光,反射鏡102用于將顯示器101發出的光反射至準直透鏡103,準直透鏡103用于對反射鏡102反射的光進行準直,準直后的光進入人眼;該HMD波導光學系統采用了反射鏡102使光路轉折,相對于現有采用波導技術的方案,結構非常簡單,體積小重量輕,可以很好地推廣至民用市場;并且相對于半反半透的結構棱鏡結構,光學效率有很大提升,進入人眼的光能量增加,亮度增大,故對于顯示器101亮度的要求相對降低。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:
圖1為現有技術中半反半透的結構棱鏡結構示意圖;
圖2為本發明實施例中HMD波導光學系統示意圖。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚明白,下面結合附圖對本發明實施例做進一步詳細說明。在此,本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明,但并不作為對本發明的限定。
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