[發明專利]一種3D近眼優化顯示裝置及方法

在審

• 申請號: 201811517245.6
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109387947A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 王景;蘇鵬華;宋強;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: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

本發明公開一種3D近眼優化顯示裝置及方法，該裝置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、第二偏振分光棱鏡、耦合三角棱鏡、波導基片陣列；第二偏振分光棱鏡還與凹面鏡相連，凹面鏡平行設置于第二偏振分光棱鏡的端面上，凹面鏡與第二偏振分光棱鏡的連接面與耦合三角棱鏡與第二偏振分光棱鏡的連接面垂直；凹面鏡與第二偏振分光棱鏡之間還設置有四分之一波片。本發明在成像部分只用到一個凹面鏡，相比于其它專利使用了更少的光學器件，從而也達到了縮小光機體積，減少透鏡數量，減少光學表面，縮短光機有效長度的目的，方便用戶長時間使用。

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，特別是涉及一種3D近眼優化顯示裝置及方法。

背景技術

近眼顯示系統，也稱為頭盔顯示器，它最初起源于空軍領域，主要是解決駕駛員面對飛機上日益增多的精密儀器及武器系統所收集的大量信息的困擾，利用近眼顯示產品可以將各儀器各儀表中所有的信息全部呈現在駕駛員前面的視場內，使駕駛員集中精力操作飛機和進行瞄準。隨著人們對于近眼顯示產品的學習和認識，近眼顯示產品的應用領域也不斷擴展。在民用方面主要是結合相關的虛擬技術，應用于教育與訓練，商業產品的展覽與推銷，醫學的模擬訓練等。

申請公布號為CN 1074550188A的發明專利公開了一種3D近眼顯示裝置及方法，包括依次連接的能夠實現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、波導基片陣列。該發明專利利用兩個PBS，兩個凹面鏡，兩個四分之一波片以及一個雙膠合透鏡實現光線傳輸，并通過耦合棱鏡最終在波導基片上實現出瞳擴展，達到實現3D顯示的效果。但是該發明專利使用到的光學元件較多，裝置體積較大，質量重，不方便用戶長時間使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種3D近眼優化顯示裝置及方法，能夠達到縮小光機體積，減少透鏡數量，減少光學表面，縮短光機有效長度的目的，方便用戶長時間使用。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種3D近眼優化顯示裝置，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、第二偏振分光棱鏡、耦合三角棱鏡、波導基片陣列；

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三角棱鏡的入射端相連，所述耦合三角棱鏡的出射端與所述波導基片陣列的入射端相連；

所述第二偏振分光棱鏡還與凹面鏡相連，所述凹面鏡平行設置于所述第二偏振分光棱鏡的端面上，所述凹面鏡與所述第二偏振分光棱鏡的連接面與所述耦合三角棱鏡與所述第二偏振分光棱鏡的連接面垂直；

所述凹面鏡與所述第二偏振分光棱鏡之間還設置有四分之一波片。

可選的，在所述第一偏振分光棱鏡的上端或下端設置有LED勻光系統。

可選的，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。

可選的，所述Lcos微顯示器包括一片0.26英寸的Lcos顯示屏，所述Lcos微顯示器的像元尺寸為4.5μm。

可選的，所述微透鏡陣列的單元尺寸為45μm。

可選的，所述波導基片陣列內設置有多個波導基片。

可選的，所述波導基片的個數為3-10個。

可選的，所述波導基片的傾角為20-30°，所述波導基片的厚度為0.5-5mm，所述波導基片的斜面處鍍有偏光膜。

可選的，所述第一偏振分光棱鏡、所述第二偏振分光棱鏡、所述凹面鏡的玻璃材料折射率在1.5-2.0之間。