[發明專利]一種3D近眼顯示裝置及方法

在審

• 申請號: 201710773128.5
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107450188A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 王書龍;宋強;許恒深;馬國斌
• 申請（專利權）人: 深圳瓏璟光電技術有限公司
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G02B27/26
• 代理公司: 北京高沃律師事務所11569
• 代理人: 王加貴

1.一種3D近眼顯示裝置，其特征在于：包括依次連接的能夠形成3D實像的集成成像單元、第一偏振分光棱鏡、雙膠合鏡、第二偏振分光棱鏡、耦合棱鏡和波導陣列基片；

所述集成成像單元的出射端與所述第一偏振分光棱鏡的入射端相連，所述第一偏振分光棱鏡的出射端與所述雙膠合鏡的入射端相連，所述雙膠合鏡的出射端與所述第二偏振分光棱鏡的入射端相連，所述第二偏振分光棱鏡的出射端與所述耦合棱鏡的入射端相連，所述耦合棱鏡的出射端與所述波導陣列基片的入射端相連；

所述第二偏振分光棱鏡還分別與第一凹面鏡和第二凹面鏡相連，所述第一凹面鏡和所述第二凹面鏡平行設置于所述第二偏振分光棱鏡的兩個端面上，所述第一凹面鏡、所述第二凹面鏡與所述第二偏振分光棱鏡的連接面分別與所述雙膠合鏡、所述耦合棱鏡與所述第二偏振分光棱鏡的連接面垂直；

所述第一凹面鏡與所述第二偏振分光棱鏡之間、所述第二凹面鏡與所述第二偏振分光棱鏡之間均設置四分之一波片。

2.根據權利要求1所述的3D近眼顯示裝置，其特征在于：所述集成成像單元包括依次相連的LCoS微顯示器和微透鏡陣列。

3.根據權利要求1所述的3D近眼顯示裝置，其特征在于：所述第一偏振分光棱鏡處還設置LED勻光系統。

4.根據權利要求1所述的3D近眼顯示裝置，其特征在于：所述波導陣列基片包括五個波導基片，所述波導基片的傾角為25.5°，所述波導基片的厚度為2mm。

5.根據權利要求2所述的3D近眼顯示裝置，其特征在于：所述LCoS微顯示器包括0.26英寸的LCoS顯示屏，所述LCoS微顯示器的影像像元單位尺寸為4.5μm。

6.根據權利要求2所述的3D近眼顯示裝置，其特征在于：所述微透鏡陣列的單元尺寸為45μm。

7.根據權利要求4所述的3D近眼顯示裝置，其特征在于：所述波導基片的斜面處鍍偏光膜。

8.一種3D近眼顯示方法，應用權利要求1-7任意一項所述的3D近眼顯示裝置，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、集成成像單元形成3D實像，經過第一偏振分光棱鏡，從第一偏振分光棱鏡射出與入射面垂直的p光；

步驟二、從第一偏振分光棱鏡出射的p光通過雙膠合鏡進入第二偏振分光棱鏡，在第二偏振分光棱鏡的斜面處無法透過，繼而反射到第一凹面鏡，第一凹面鏡與第二偏振分光棱鏡之間設置四分之一波片，p光線反射回到第二偏振分光棱鏡的斜面處時轉換為與入射面平行的s光，從而透過第二偏振分光棱鏡的斜面；

步驟三，透過第二偏振分光棱鏡斜面的s光經過第二偏振分光棱鏡和第二凹面鏡之間的四分之一波片，被第二凹面鏡反射回第二偏振分光棱鏡的斜面處轉換為p光；

步驟四，轉換為p光后，繼續被反射到耦合棱鏡，進入波導陣列基片，實現擴展出瞳，進入觀測者視野。