[發明專利]微型化短距離光學系統

在審

• 申請號: 201910872862.6
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN112505920A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 洪凌桂;施富斌;游鴻文
• 申請（專利權）人: 雙瑩科技股份有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 侯奇慧

1.一種微型化短距離光學系統，其特征在于，包括：

一顯示屏，輸出影像并發出偏振或非偏振的光線；

一反射式偏振元件，對應該顯示屏設置，使該光線部分穿透、部分反射；

一第一相位延遲片，對應該反射式偏振元件設置，接收部分穿透該反射式偏振元件的該光線，并進行第一次相位延遲；

一部分穿透部分反射元件，對應該第一相位延遲片設置，使經該第一次相位延遲的該光線部分穿透該部分穿透部分反射元件，部分則反射回該第一相位延遲片進行第二次及第三次相位延遲；

至少一光學元件，對應該部分穿透部分反射元件設置，接收部分穿透該部分穿透部分反射元件且經過該第二、第三次相位延遲的該光線，并進行第四次相位延遲，再讓經過第四次相位延遲的光線通過而只經過兩次相位延遲的光線無法通過；以及

一透鏡，設于該反射式偏振元件、該第一相位延遲片、該部分穿透部分反射元件及該光學元件中任一者的任一側，將該顯示屏所輸出的該影像導入至少一人眼中。

2.如權利要求1所述的微型化短距離光學系統，其特征在于，該人眼至該透鏡之間包括一至多片平板玻璃，且該透鏡至該顯示屏之間更包括一至多片平板玻璃，并于該平板玻璃上設置對應的一至多個光學元件，其材質為薄膜材料或為光學鍍膜等以涂布、鍍膜或黏合等的形式設置于該平板玻璃上。

3.如權利要求1所述的微型化短距離光學系統，其特征在于，該光學元件包括：

一第二相位延遲片，對應該部分穿透部分反射元件設置，接收部分穿透該部分穿透部分反射元件且經過該第二、第三次相位延遲的該光線，并進行第四次相位延遲；以及

一線偏振片，對應該第二相位延遲片設置，該線偏振片用以讓只經過兩次相位延遲的光線不要通過，并讓經過第四次相位延遲的光線通過。

4.如權利要求1所述的微型化短距離光學系統，其特征在于，該光學元件為一圓偏振片。

5.如權利要求3所述的微型化短距離光學系統，其特征在于，該部分穿透部分反射元件所反射回該第一相位延遲片的光線經過該第一相位延遲片的第二次相位延遲后，通過該第一相位延遲片到達該反射式偏振元件，并在該反射式偏振元件上完成反射，讓該光線再反射回該第一相位延遲片并進行第三次相位延遲，接著該光線再穿過該第一相位延遲片及該部分穿透部分反射元件到達該第二相位延遲片，且該透鏡設于該第二相位延遲片及該線偏振片中任一者的任一側。

6.如權利要求3所述的微型化短距離光學系統，其特征在于，該第一、第二、第三、第四次相位延遲皆增加1/4波長的奇數倍的相位延遲，使到達該人眼的該光線共延遲一個波長的整數倍。

7.如權利要求1所述的微型化短距離光學系統，其特征在于，該顯示屏送出并進入該反射式偏振元件的該光線為偏振光時，其為線偏振光、圓偏振光或其他偏振態，且該顯示屏及該反射式偏振元件之間更依據該顯示屏的偏振情況增加一個或多個線偏振片、圓偏振片或相位延遲片以調整該顯示屏的偏振態，其為薄膜材料或為光學鍍膜等以涂布、鍍膜或黏合等的形式設置于該顯示屏或該反射式偏振元件上。

8.如權利要求7所述的微型化短距離光學系統，其特征在于，該線偏振光經過該第一相位延遲片后轉換成左圓偏振光或右圓偏振光。

9.如權利要求1所述的微型化短距離光學系統，其特征在于，該顯示屏的可視范圍半徑為H，該光學系統的總長為TTL，

10.如權利要求1或9所述的微型化短距離光學系統，其特征在于，該該顯示屏的可視范圍半徑為H，該光學系統的總長為TTL，該眼睛到該光學系統的最近元件表面中心距離為E，

11.如權利要求1所述的微型化短距離光學系統，其特征在于，該光學系統的有效焦距為F，該透鏡靠近該眼睛的一側的曲率半徑為R₁，靠近該顯示屏的一側的曲率半徑為R₂，