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[發(fā)明專利]頭戴式可視設(shè)備HMD波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)在審

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201610168442.6 申請(qǐng)日: 2016-03-23
公開(公告)號(hào): CN107229118A 公開(公告)日: 2017-10-03
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 吳斐 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 北京亮亮視野科技有限公司
主分類號(hào): G02B27/01 分類號(hào): G02B27/01
代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127 代理人: 王天堯
地址: 100026 北京市海淀區(qū)中*** 國(guó)省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 頭戴式 可視 設(shè)備 hmd 波導(dǎo) 光學(xué)系統(tǒng)
【說明書】:

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及頭戴式可視設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及HMD(Head Mount Display,頭戴式可視設(shè)備)波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,HMD越來越受到人們的關(guān)注。通過HMD可以使現(xiàn)實(shí)和虛擬世界進(jìn)行很好的融合。由于HMD的體積和重量問題,HMD的產(chǎn)品主要用于軍事,而民用市場(chǎng)沒有很好的市場(chǎng)反應(yīng)。為了解決體積和重量的問題,很多技術(shù)采用了波導(dǎo)技術(shù),所有的光源元件和微顯示元件都結(jié)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(xué)系統(tǒng)。

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(jié)構(gòu)棱鏡結(jié)構(gòu),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(jīng)三角棱鏡103-1、103-2入射到顯示芯片101的LCOS面板上,經(jīng)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(jìn)入到方形玻璃棱鏡105內(nèi),然后經(jīng)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(gè)產(chǎn)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(xù)前行經(jīng)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(jīng)過偏振分光器107的反射面反射,進(jìn)入到人眼109,進(jìn)入到人眼109的能量只有25%;另外25%的能量會(huì)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(jié)構(gòu)適合LCOS,而不適合OLED(Organic Light-Emitting Diode,有機(jī)發(fā)光二極管)和AMLCD(Active Matrix Liquid Crystal Display,主動(dòng)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(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種HMD波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng),用以簡(jiǎn)化HMD波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并提 升光學(xué)效率,該HMD波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)包括:

顯示器101、反射鏡102、準(zhǔn)直透鏡103;其中:

顯示器101用于發(fā)出光;

反射鏡102用于將顯示器101發(fā)出的光反射至準(zhǔn)直透鏡103;

準(zhǔn)直透鏡103用于對(duì)反射鏡102反射的光進(jìn)行準(zhǔn)直,準(zhǔn)直后的光進(jìn)入人眼104。

一個(gè)實(shí)施例中,顯示器101采用有機(jī)發(fā)光二極管OLED或液晶顯示器LCD。

一個(gè)實(shí)施例中,反射鏡102相對(duì)于顯示器101發(fā)出的光方向傾斜設(shè)置,且反射鏡102與顯示器101發(fā)出的光方向之間的夾角β在115°~135°的范圍內(nèi)。

一個(gè)實(shí)施例中,反射鏡102的反射面由蒸鍍銀、鋁或介質(zhì)膜形成。

一個(gè)實(shí)施例中,反射鏡102的反射面由貼敷反射片形成。

一個(gè)實(shí)施例中,準(zhǔn)直透鏡103還用于對(duì)反射鏡102反射的光進(jìn)行放大。

一個(gè)實(shí)施例中,準(zhǔn)直透鏡103的曲面形狀根據(jù)反射鏡102與顯示器101發(fā)出的光方向之間的夾角β、以及準(zhǔn)直透鏡103的光學(xué)參數(shù)確定。

本發(fā)明實(shí)施例的HMD波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)包括顯示器101、反射鏡102、準(zhǔn)直透鏡103;其中,顯示器101用于發(fā)出光,反射鏡102用于將顯示器101發(fā)出的光反射至準(zhǔn)直透鏡103,準(zhǔn)直透鏡103用于對(duì)反射鏡102反射的光進(jìn)行準(zhǔn)直,準(zhǔn)直后的光進(jìn)入人眼;該HMD波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)采用了反射鏡102使光路轉(zhuǎn)折,相對(duì)于現(xiàn)有采用波導(dǎo)技術(shù)的方案,結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,體積小重量輕,可以很好地推廣至民用市場(chǎng);并且相對(duì)于半反半透的結(jié)構(gòu)棱鏡結(jié)構(gòu),光學(xué)效率有很大提升,進(jìn)入人眼的光能量增加,亮度增大,故對(duì)于顯示器101亮度的要求相對(duì)降低。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中半反半透的結(jié)構(gòu)棱鏡結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中HMD波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明,但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

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說明:

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2、支持發(fā)明專利 、實(shí)用新型專利、外觀設(shè)計(jì)專利(升級(jí)中);

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