[發明專利]光學顯示裝置及頭戴式成像裝置

有效

• 申請號: 202010127025.3
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111308710B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 周振興;洪濤;楊軍星;程芳
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;陳麗寧

1.一種光學顯示裝置，其特征在于，包括：

多個顯示模組，對稱設置于單眼視線中心的周邊區域，所述顯示模組相對于人眼視線傾斜設置，且所述顯示模組的出光側面向人眼；

多個微透鏡陣列，與多個所述顯示模組一一對應，每個微透鏡陣列位于對應的所述顯示模組的出光側，用于使得所述顯示模組出射的光線轉化成沿第一方向出射第一光線；

第一光學分束結構，位于所述微透鏡陣列的出光側，包括第一透明基材，和設置于所述第一透明基材面向所述微透鏡陣列的一面的多個第一離子膜，多個所述第一離子膜與多個所述微透鏡陣列一一對應，每個所述第一離子膜用于接收對應的所述微透鏡陣列發出的所述第一光線、并透過所述第一光線中的第一部分光線，反射所述第一光線中的第二部分光線，所述第一部分光線位于人眼的視線范圍之外；

第二光學分束結構，位于所述第一光學分束結構的反射光線的路徑上，包括第二透明基材，和設置于所述第二透明基材面向所述第一光學分束結構的一面的多個第二離子膜，多個所述第二離子膜與多個所述第一離子膜一一對應，每個所述第二離子膜用于接收對應的所述第一離子膜反射的第二部分光線，并透過所述第二部分光線中的第三部分光線，并將所述第二部分光線中的第四部分光線反射回對應的所述第一離子膜，所述第一離子膜將所述第四部分光線中的第五部分光線透射至人眼、以在遠離人眼的第一位置形成虛擬成像面；

所述第二透明基材包括多個與多個所述第二離子膜一一對應的多個承載部，每個所述承載部呈自由曲面；

相鄰兩個所述承載部之間的連接區域為平面或曲面，且所述連接區域與對應的所述承載部的連接處平滑過渡。

2.根據權利要求1所述的光學顯示裝置，其特征在于，所述第一離子膜為半透半反膜，且多個所述第一離子膜間隔設置于所述第一透明基材上。

3.根據權利要求1所述的光學顯示裝置，其特征在于，所述第一透明基材為平面或曲面，所述第一透明基材為曲面時，凹面面向所述第二光學分束結構設置。

4.根據權利要求1所述的光學顯示裝置，其特征在于，所述第一透明基材相對于人眼視線傾斜設置，以使得每個所述第一離子膜接收對應的所述微透鏡陣列發出的第一光線，并將所述第一光線中的第二部分光線反射至對應的所述第二離子膜。

5.根據權利要求1所述的光學顯示裝置，其特征在于，所述第二離子膜為半透半反膜。

6.根據權利要求1所述的光學顯示裝置，其特征在于，相鄰兩個所述承載部之間的連接區域為曲面，所述連接區域面向所述第一光學分束結構的一面與對應的所述承載部面向所述第一光學分束結構的一面相切，且形成的切線半徑R由以下公式獲得：，其中，k為所述承載部的與所述連接區域連接處的斜率，d為所述連接區域在第一方向上的長度的一半，所述第一方向為垂直于人眼視線的方向。

7.根據權利要求6所述的光學顯示裝置，其特征在于，所述連接區域面向所述第一光學分束結構的一面為球面。

8.根據權利要求1所述的光學顯示裝置，其特征在于，所述第二透明基材遠離所述第一光學分束結構的一側設置有補償透鏡，用于使得入射至所述第二光學分束結構的平行光、以平行光的形式從所述第二光學分束結構中出射。

9.一種頭戴式成像裝置，其特征在于，包括權利要求1-8任一項所述的光學顯示裝置。