[發明專利]一種近眼顯示系統

在審

• 申請號: 202010495502.1
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN113759548A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 程德文;陳海龍
• 申請（專利權）人: 北京耐德佳顯示技術有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B17/08
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫

本發明實施例提供一種近眼顯示系統，圖像源發出的圖像光經由分光鏡，通過中繼光學鏡組放大折反后，通過分光鏡將所述圖像光分光至BB光學鏡組，經過BB光學鏡組兩次折反后到達人眼；其中，中繼光學鏡組的焦距f1以及BB光學鏡組的焦距f2滿足下列關系式：10mmf120mm，18mmf226mm。采用本發明所述的近眼顯示系統，可以提高系統放大率，減少系統的體積。

技術領域

本發明涉及一種光學系統，特別是指一種近眼顯示系統。

背景技術

在增強現實(augmented reality，AR)的概念提出以來，基于AR模式的近眼顯示裝置取得了長足的發展。近眼顯示裝置的光路結構有波導、自由曲面等。其中BirdBath(BB)結構也是一種常見的光路實現方式。

傳統的BB光路結構如圖1所示，其中，1為圖像源，圖像光依次經過分光鏡3，曲面分光鏡4，然后再次通過分光鏡3到達人眼。圖2為另外一種BB光路結構，與圖1相比，增加了透鏡組2，圖像光依次經過透鏡組2、分光鏡3，曲面分光鏡4，然后再次通過分光鏡3到達人眼。由圖1及圖2可以看出，BB結構的光路為了控制重量和體積，一般會盡量減少透鏡組中的鏡片數量，因此傳統的BB結構的光學系統的放大率會受到限制。

發明內容

針對上述問題，本發明實施例提供一種近眼顯示系統，圖像源發出的圖像光經由分光鏡，通過中繼光學鏡組放大折反后，通過分光鏡將所述圖像光分光至BB光學鏡組，經過BB光學鏡組兩次折反后到達人眼；

其中，中繼光學鏡組的焦距f1以及BB光學鏡組的焦距f2滿足下列關系式：10mmf120mm

18mmf226mm。

進一步的，所述中繼光學鏡組包括一個反射鏡以及包含至少一個鏡片的透鏡組，其中，所述反射鏡與所述透鏡組共軸，且位于透鏡組的左側。

進一步的，所述透鏡組為雙膠合透鏡。

進一步的，所述反射鏡為非球面透鏡。

進一步的，所述BB光學鏡組包括共軸的平面分光鏡和曲面分光鏡，平面分光鏡位于曲面分光鏡下方。

進一步的，所述平面分光鏡所在平面與人眼光軸所成的預設夾角范圍為30～60度，所述曲面分光鏡與人眼光軸重合。

進一步的，所述曲面分光鏡為非球面透鏡。

進一步的，所述圖像源為LCD、OLED或LCOS顯示器。

進一步的，圖像源為LCOS顯示器時，所述近眼顯示系統進一步包括波片元件，所述波片元件為1/4波片，

位于分光鏡和中繼光學鏡組之間，且與中繼光學鏡組共軸；或者，

位于中繼光學鏡組的透鏡組和反射鏡之間，且與透鏡組共軸。

進一步的，所述分光鏡為PBS膜。

采用本發明所述的近眼顯示系統，經過中繼光學鏡組中反射鏡對圖像源圖像光的折反放大，以及BB光學系統的多次折反，最大程度的提高系統放大率，在同樣的參數下，本申請相比現有技術可以減少透鏡數量，進一步減少系統的體積和重量。同時，本發明所述的近眼顯示系統使用LCOS顯示器，進一步配合使用波片元件，提高整個系統的亮度，增強使用者的體驗。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1、圖2為現有技術中BB光學方案示意圖；

圖3為本發明第一實施例近眼顯示系統結構示意圖；