CN108152952A - 一种近眼显示光学*** - Google Patents
一种近眼显示光学*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN108152952A CN108152952A CN201611107663.9A CN201611107663A CN108152952A CN 108152952 A CN108152952 A CN 108152952A CN 201611107663 A CN201611107663 A CN 201611107663A CN 108152952 A CN108152952 A CN 108152952A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- prism group
- group
- prism
- source module
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
本发明公开了一种近眼显示光学***，包括像源模组，像源模组到人眼之间依次设有光源模组、第一棱镜组以及第二棱镜组，第一棱镜组与第二棱镜组之间胶合连接，光源模组的发光面朝向第一棱镜组，人眼位于光源模组的侧面。本发明可用于增强现实眼镜，视场角达31度，其结构简单、成像亮度高、沉浸感强。
Description
技术领域
本发明涉及光学技术领域，具体的说，是涉及一种近眼显示光学***。
背景技术
近眼显示光学***是一种将微显示器与成像目镜相结合的小型化近眼目视显示***,由于能够满足特殊环境下人眼对光学显示信息的实时获取需要而被广泛应用在虚拟现实和增强现实领域。其主要通过模拟人在自然环境中视、听、动等行为实现人机交互，使参与者可直接探索增强对象在所处环境中的作用和变化，仿佛置身于增强的现实世界中，产生沉浸感、想象和实现交互性。
传统的进眼显示光学***的视场角度小，视觉效果差；另外，整个光学***的成像亮度差，且不便于安装、生产。
上述缺陷，值得改进。
发明内容
为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种近眼显示光学***，可用于增强现实眼镜，视场角达31度，其结构简单、成像亮度高、沉浸感强。
本发明技术方案如下所述：
一种近眼显示光学***，其特征在于，包括像源模组，所述像源模组到人眼之间依次设有光源模组、第一棱镜组以及第二棱镜组，所述第一棱镜组与所述第二棱镜组之间胶合连接，所述光源模组的发光面朝向所述第一棱镜组，所述人眼位于所述光源模组的侧面。
进一步的，所述第一棱镜组和所述第二棱镜组均为等腰直角棱镜，并且所述第一棱镜组和所述第二棱镜组的形状、尺寸相同。
更进一步的，所述第一棱镜组与所述光源模组之间设有第一光学曲面镜，所述第二棱镜组与所述人眼之间设有第二光学曲面镜，并且所述第一光学曲面镜和所述第二光学曲面镜的形状、尺寸相同。
更进一步的，所述第一棱镜组与所述第一光学曲面镜的平面胶合连接，所述第二棱镜组与所述第二光学曲面镜的平面胶合连接。
更进一步的，所述第一光学曲面镜的曲面镀有多层透射膜，所述第二光学曲面镜的曲面镀有高反射膜。
更进一步的，所述光源模组为偏振光光源，所述第一棱镜组和所述第一光学曲面镜之间、所述第二棱镜组和所述第二光学曲面镜之间以及靠近所述人眼的所述第二棱镜组的直角平面上均设有光学膜片。
进一步的，所述第一棱镜组和所述第二棱镜组均为光学曲面棱镜，并且所述第一棱镜组和所述第二棱镜组的形状、尺寸相同。
更进一步的，所述第一棱镜组的曲面朝向所述光源模组，且所述第一棱镜组的曲面上镀有多层透射膜；所述第二棱镜组的曲面背向所述光源模组，且所述第二棱镜组的曲面上镀有高反射膜。
进一步的，所述光源模组为偏振光光源、自然光或人造光中的一种。
进一步的，所述光源模组为OLED模组、VFD发光模组或微投影模组中的一种。
进一步的，所述第一棱镜组、所述第二棱镜组、所述第一光学曲面镜以及所述第二光学曲面镜为玻璃材质或塑胶材质。
根据上述方案的本发明，其有益效果在于，
本发明的光学***视角达到31度，有效增大改善了由于视场角较小，产品体验差的问题。
本发明的光学***具有较大的出瞳距和出瞳孔径，镜头出瞳到镜头最前镜片表面距离为14mm，镜头的出瞳大小为5.5mm，有效增强了VR画面的沉浸感。
本发明的光学系整体采用胶合结构，有效增加成像亮度，且简单紧凑，方便后续组装和大批生产。
本发明的所使用的两个棱镜组的结构，大小完全相同，两个光学曲面镜的结构，大小完全相同，且均可选取玻璃或塑胶材料，进行组合，取材广泛，有利于大规模加工生产。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例二的结构示意图。
在图中，1、光源模组；1’、光源模组；2、第一棱镜组；2’、第一棱镜组；3、第二棱镜组；3’、第二棱镜组；4、第一光学曲面镜；5、第二光学曲面镜；6、人眼；6’、人眼；71、第一光学膜片；72、第二光学膜片；73、第三光学膜片。
具体实施方式
下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：
实施例一
如图1所示，一种近眼显示光学***，包括像源模组，像源模组到人眼6之间依次设有光源模组1、第一棱镜组2以及第二棱镜组3，光源模组1的发光面朝向第一棱镜组2，人眼6位于光源模组1的侧面。
第一棱镜组2和第二棱镜组3均为等腰直角棱镜，第一棱镜组2与光源模组1之间设有第一光学曲面镜4，第二棱镜组3与人眼6之间设有第二光学曲面镜5。
第一棱镜组2和第二棱镜组3的形状、尺寸相同，并且第一光学曲面镜4和第二光学曲面镜5的形状、尺寸相同，便于加工生产。
第一棱镜组2与第二棱镜组3之间、第一棱镜组2与第一光学曲面镜4的平面之间以及第二棱镜组3与第二光学曲面镜5的平面之间均为胶合连接。整体胶合结构，在增加视场角的同时减少了空气和玻璃分界面的个数。从而减少空气和玻璃分界面的反射光能损失，增加成像亮度。
第一光学曲面镜4的曲面镀有多层透射膜，增大光线的透过率，保证成像亮度。第二光学曲面镜5的曲面镀有高反射膜，有效减小光能损失。
光源模组1为偏振光光源、自然光或人造光中的一种。例如光源模组1为OLED模组、VFD发光模组或微投影模组中的一种。
光源模组1为偏振光光源，第一棱镜组2和第一光学曲面镜4之间设有第一光学膜片71，第二棱镜组3和第二光学曲面镜5之间设有第二光学膜片72，靠近人眼6的第二棱镜组3的直角平面上均设有第三光学膜片73，以便达到偏振光透射。
第一棱镜组2、第二棱镜组3、第一光学曲面镜4以及第二光学曲面镜5为玻璃材质或塑胶材质。
实施例二
如图2所示，与实施例一不同的是，在本实施例中，第一棱镜组2和第二棱镜组3均为光学曲面棱镜，并且第一棱镜组2和第二棱镜组3的形状、尺寸相同，便于加工生产。
第一棱镜组2的平面与第二棱镜组3的平面之间胶合连接。胶合结构在增加视场角的同时减少了空气和玻璃分界面的个数。从而减少空气和玻璃分界面的反射光能损失，增加成像亮度。
第一棱镜组2的曲面朝向光源模组，且第一棱镜组2的曲面上镀有多层透射膜；第二棱镜组3的曲面背向光源模组，且第二棱镜组3的曲面上镀有高反射膜。
光源模组1为偏振光光源、自然光或人造光中的一种。例如光源模组1为OLED模组、VFD发光模组或微投影模组中的一种。
第一棱镜组2、第二棱镜组3、第一光学曲面镜4以及第二光学曲面镜5为玻璃材质或塑胶材质。
在两个实施例中，所有透镜及棱镜均可选择玻璃或塑胶材料，且所有透镜及棱镜可使用相同材料或使用不同材料组合，取材广泛，有利于大规模加工生产。
在本发明中，从光源模组发出的光线，经由靠近光源模组的光学曲面透射进入第一棱镜组，在第一棱镜组界面进行分光，再由远离光源的光学曲面反射的第二棱镜组的透射光，在第二棱镜组的分光面再次反射，最终分光面的反射光进入人眼6成像，在人眼6处的出瞳大小为5.5mm，镜头出瞳到镜头最前镜片表面距离为14mm。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种近眼显示光学***，其特征在于，包括像源模组，所述像源模组到人眼之间依次设有光源模组、第一棱镜组以及第二棱镜组，所述第一棱镜组与所述第二棱镜组之间胶合连接，所述光源模组的发光面朝向所述第一棱镜组，所述人眼位于所述光源模组的侧面。
2.根据权利要求1所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述第一棱镜组和所述第二棱镜组均为等腰直角棱镜，并且所述第一棱镜组和所述第二棱镜组的形状、尺寸相同。
3.根据权利要求2所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述第一棱镜组与所述光源模组之间设有第一光学曲面镜，所述第二棱镜组与所述人眼之间设有第二光学曲面镜，并且所述第一光学曲面镜和所述第二光学曲面镜的形状、尺寸相同。
4.根据权利要求3所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述第一棱镜组与所述第一光学曲面镜的平面胶合连接，所述第二棱镜组与所述第二光学曲面镜的平面胶合连接。
5.根据权利要求1所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述第一棱镜组和所述第二棱镜组均为光学曲面棱镜，并且所述第一棱镜组和所述第二棱镜组的形状、尺寸相同。
6.根据权利要求2或5所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述光源模组为偏振光光源、自然光或人造光中的一种。
7.根据权利要求6所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述光源模组为OLED模组、VFD发光模组或微投影模组中的一种。
8.根据权利要求1所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述第一棱镜组、所述第二棱镜组、所述第一光学曲面镜以及所述第二光学曲面镜为玻璃材质或塑胶材质。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611107663.9A CN108152952A (zh) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | 一种近眼显示光学*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611107663.9A CN108152952A (zh) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | 一种近眼显示光学*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108152952A true CN108152952A (zh) | 2018-06-12 |
Family
ID=62470928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611107663.9A Pending CN108152952A (zh) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | 一种近眼显示光学*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108152952A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109581663A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-05 | 杭州炽云科技有限公司 | 一种近眼成像的ar镜头结构 |
| CN111399321A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-10 | 北京耐德佳显示技术有限公司 | 一种适用于近眼显示器的小型投影光学组件和投影光学*** |
| WO2023236174A1 (zh) * | 2022-06-10 | 2023-12-14 | 深圳市帝泰光电有限公司 | 一种近眼显示设备及其成像方法 |
-
2016
- 2016-12-06 CN CN201611107663.9A patent/CN108152952A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109581663A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-05 | 杭州炽云科技有限公司 | 一种近眼成像的ar镜头结构 |
| CN111399321A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-10 | 北京耐德佳显示技术有限公司 | 一种适用于近眼显示器的小型投影光学组件和投影光学*** |
| CN111399321B (zh) * | 2020-05-08 | 2022-04-15 | 北京耐德佳显示技术有限公司 | 一种适用于近眼显示器的小型投影光学组件和投影光学*** |
| WO2023236174A1 (zh) * | 2022-06-10 | 2023-12-14 | 深圳市帝泰光电有限公司 | 一种近眼显示设备及其成像方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2019154430A1 (zh) | 穿戴式ar***、ar显示设备及其投射源模组 | |
| WO2020147364A1 (zh) | 近眼显示装置以及近眼显示方法 | |
| CN102096194B (zh) | 一种光学透射投影式立体头盔显示器 | |
| CN202948204U (zh) | 可透视型头戴式显示器光学*** | |
| CN206684389U (zh) | 一种光学模组及增强现实眼镜 | |
| CN107065189B (zh) | 一种光学模组及增强现实眼镜 | |
| CN105527712B (zh) | 一种用于虚拟现实设备的新型光学*** | |
| CN204166195U (zh) | 一种光致变色的穿透式智能眼镜光学引擎 | |
| CN203849501U (zh) | 头戴式电子显示装置 | |
| CN110376738B (zh) | 一种大视场轻型自由曲面波导型目视光学成像装置及其近眼显示*** | |
| TWM504249U (zh) | 頭戴式顯示裝置及其光學鏡頭 | |
| CN107024773A (zh) | 一种轻薄型虚像成像装置 | |
| CN108152952A (zh) | 一种近眼显示光学*** | |
| CN107065049A (zh) | 一种大视场角增强现实的显示棱镜及光学*** | |
| CN107450188A (zh) | 一种3d近眼显示装置及方法 | |
| TWI554784B (zh) | 微型投影光學裝置、方法及頭戴顯示器 | |
| CN106773061B (zh) | 一种近眼显示光学*** | |
| CN204989632U (zh) | 一种可穿戴透视式光学显示*** | |
| CN106338834B (zh) | 现实增强背景黑色显示*** | |
| CN209311805U (zh) | 一种增强现实光学模组及增强现实装置 | |
| CN104049368A (zh) | 一种瞳距可调的穿透式视频眼镜光学引擎*** | |
| CN203337990U (zh) | 指向光源3d成像屏幕及裸眼3d投影*** | |
| CN205788922U (zh) | 一种将平面图像转化为外球面图像的导像屏 | |
| CN115933201A (zh) | 光路***和虚拟现实装置 | |
| CN203858416U (zh) | 一种穿透式近眼显示*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180612 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |