[實用新型]一種減少外部雜散光的頭戴顯示光學系統

有效

• 申請號: 201920805573.X
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN209803457U
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 左惟涵;張韋韙;劉海峰
• 申請（專利權）人: 深圳惠牛科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 44384 深圳市中科創為專利代理有限公司
• 代理人: 譚雪婷;謝亮

本實用新型公開了一種減少外部雜散光的頭戴顯示光學系統，包括：沿光路依次設置的顯示單元、透鏡單元、具有光線選擇性的鏡面單元、及透反鏡單元，透鏡單元設于顯示單元下方，鏡面單元設于透鏡單元下方且傾斜設置，鏡面單元設于人眼與透反鏡單元之間，鏡面單元的光軸與透鏡單元的光軸成第一夾角，透反鏡單元的光軸與透鏡單元的光軸成第二夾角，所述鏡面單元上設有偏振膜組合或偏振膜與偏光膜的組合使底部雜散光無法進入人眼。本實用新型利用帶有光線選擇性的鏡面單元，一方面將顯示單元發出的圖像光線送達人眼，另一方面使外部雜散光無法反射進入人眼，從而提高圖像光線與雜散光的對比度，提升了光學顯示質量，增強用戶體驗。

技術領域

本實用新型涉及光學技術領域，尤其涉及一種頭戴顯示光學系統。

背景技術

隨著科技迅速的發展，頭戴顯示器(Head Mounted Display)成為近年來顯示領域的熱門方向，主要應用于虛擬現實和增強現實方向。頭戴顯示器的主要核心部件為光學系統，光學系統對顯示器件成像的同時，外部光線也會經過光學系統進入人眼，產生雜散光，影響圖像成像質量以及用戶體驗。傳統頭戴顯示器通過偏振光以及通過提高屏幕亮度的方式，使圖像光線與外部雜散光的對比度增加，但該方式仍然不能消除雜散光帶來的不良影響，使用者依舊能很清晰的看到雜散光，用戶的體驗效果受到影響。

因此，現有技術存在不足，需要改進。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種減少外部雜散光的頭戴顯示光學系統。

本實用新型的技術方案如下：提供一種減少外部雜散光的頭戴顯示光學系統，包括：沿光路依次設置的顯示單元、透鏡單元、具有光線選擇性的鏡面單元、及透反鏡單元，所述透鏡單元設于所述顯示單元下方，所述鏡面單元設于所述透鏡單元下方且傾斜設置，所述透反鏡單元的位置對應所述鏡面單元的位置設置，所述鏡面單元設于人眼與透反鏡單元之間，所述鏡面單元包括：鏡片、設于所述鏡片遠離人眼一側的第一偏振膜、設于所述鏡片靠近人眼一側的第二偏振膜、設于所述第一偏振膜上的波片，所述顯示單元發出的圖像光線，經過透鏡單元折射后進入鏡面單元，所述鏡面單元將光線反射至所述透反鏡單元后再次經過所述鏡面單元，并透射進入人眼，外部雜散光通過所述鏡面單元后，無法反射進入人眼。

進一步地，所述鏡面單元的光軸與所述透鏡單元的光軸成第一夾角，所述透反鏡單元的光軸與所述透鏡單元的光軸成第二夾角。

進一步地，第一夾角為40°～50°，所述第二夾角為70°～90°。

進一步地，所述鏡片為平面鏡，球面鏡，非球面鏡或自由曲面鏡，所述波片為1/4波片。

進一步地，所述顯示單元為OLED顯示器、或LCOS顯示器、或LCD顯示器，所述透鏡單元包括至少一片透鏡，所述透鏡的面型結構為平面、或球面、或非球面、或自由曲面，所述透反鏡單元的透射率與反射率的比例為1:1，所述透反鏡單元的面型結構為平面、或球面、或非球面、或自由曲面。

本實用新型還提供一種減少外部雜散光的頭戴顯示光學系統，包括：沿光路依次設置的顯示單元、透鏡單元、具有光線選擇性的鏡面單元、透反鏡單元，所述透鏡單元設于所述顯示單元下方，所述鏡面單元設于所述透鏡單元下方且傾斜設置，所述透反鏡單元的位置對應所述鏡面單元的位置設置，所述鏡面單元設于人眼與透反鏡單元之間，所述鏡面單元包括：鏡片、設于所述鏡片遠離人眼一側的第一偏振膜、設于所述鏡片靠近人眼一側的偏光膜、設于所述第一偏振膜上的波片、設于所述偏光膜與人眼之間的第二偏振膜，所述顯示單元發出的圖像光線，經過透鏡單元折射后進入鏡面單元，所述鏡面單元將光線反射至所述透反鏡單元后再次經過所述鏡面單元，并透射進入人眼，外部雜散光通過所述鏡面單元后，無法反射進入人眼。

進一步地，所述鏡面單元的光軸與所述透鏡單元的光軸成第一夾角，所述透反鏡單元的光軸與所述透鏡單元的光軸成第二夾角。