[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

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。