[發明專利]一種增強現實式頭戴顯示器及其光路結構

在審

• 申請號: 201611055386.1
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN107976807A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 舒新煒;董若
• 申請（專利權）人: 上海渺視光學科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種光路結構，包括顯示器件、透鏡組、波導棱鏡和光闌，所述顯示器件發出的光依次經過透鏡組、波導棱鏡和光闌最終進入人眼，其特征在于：

所述透鏡組由不少于3個的透鏡組成，任一所述組成透鏡組的透鏡其光軸平行但不重合；在組成所述透鏡組的透鏡中，有且僅有一個透鏡的一個面為軸對稱雙二次曲面，該透鏡的另一面以及其余透鏡的面均為旋轉對稱的非球面；

所述波導棱鏡包括材質相同的多曲面棱鏡和補償棱鏡；

所述多曲面棱鏡上包含5個光學作用面：第一光學面、第二光學面、第三光學面、第四光學面和第五光學面；一束光經第一光學面折射后進入多曲面棱鏡，之后依次在第二光學面反射，第一光學面反射，第三光學面反射、第五光學面反射、第四光學面反射，最后經第五光學面折射而出；

所述第一光學面、第二光學面、第四光學面為軸對稱的雙二次曲面，其面型方程為：

其中，

R_x和R_y分別為x和y方向的曲率半徑，k_x和分別為x和y方向的二次曲面系數；

所述補償棱鏡上設有入射面和補償面，所述補償面和第四光學面互補；另一束光經入射面折射后進入補償棱鏡，之后依次經過補償面折射出補償棱鏡、第四光學面折射進入多曲面棱鏡，最后經過第五光學面折射出多曲面棱鏡。

2.根據權利要求1所述的光路結構，其特征在于：所述透鏡組由不少于3個的透鏡組成，其中至少有一個正透鏡和一個負透鏡，且正、負透鏡之間的阿貝數差的絕對值大于20小于40，任一所述透鏡的折射率在1.48至1.65之間。

3.根據權利要求1所述的光路結構，其特征在于：任一所述透鏡組中的透鏡，其前后表面的光軸均重合。

4.根據權利要求1所述的光路結構，其特征在于：任一所述組成透鏡組的透鏡其表面均鍍有增透膜。

5.根據權利要求1所述的光路結構，其特征在于：所述第一光學面、第二光學面以及第四光學面都分別關于x軸和y軸對稱。

6.根據權利要求1所述的光路結構，其特征在于：所述第一光學面為柱面，其R_x＝0，K_x＝0。

7.根據權利要求1所述的光路結構，其特征在于：所述第三光學面和第五光學面為平面，且互相平行。

8.根據權利要求1所述的光路結構，其特征在于：所述第四光學面為半反半透面，其表面鍍有半反半透膜，所述第二光學面表面鍍有反射膜。

9.根據權利要求1所述的光路結構，其特征在于：所述多曲面棱鏡高度為40mm-60mm，厚度為5mm-10mm；所述第一光學面和第二光學面之間的夾角為20°-30°，所述第四光學面和第五光學面之間的夾角為20°-30°。

10.一種增強現實式頭戴顯示器，其特征在于：包括權利要求1-9所述的光路結構。