CN113009697A - 近眼显示光学***及近眼显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种近眼显示光学***及近眼显示设备，涉及光学技术领域。近眼显示光学***中，显示组件发出光线；滤光件透过出射角符合预设透射条件的光线，并遮挡出射角不符合预设透射条件的光线；第一光学组件接收并反射光线；第二光学组件接收并反射光线，并将光线反射至第一光学组件，经第二光学组件反射的光线透过第一光学组件后呈现图像。本申请通过设置滤光件，使得出射角符合预设透射条件的光线透过，并使得出射角不符合预设透射条件的光线被遮挡。通过出射角对光线进行筛选，减少了产生杂散光的较大出射角的光线。抑制了杂散光的生成，进而使得视场上下两侧的杂散光减少，使得视场内外的杂散光减少。

Description

近眼显示光学***及近眼显示设备

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体是涉及一种近眼显示光学***及近眼显示设备。

背景技术

随着虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术和增强现实(Augmented Reality，AR)技术等技术的普及，近眼显示设备不断涌现，对于其成像质量已经成为消费者关注的焦点，在近眼显示设备使用过程中发现视场的上下两侧有杂散光出现，在视场内外也有杂散光出现。

发明内容

本申请实施方式一方面提供了一种近眼显示光学***，包括：

显示组件，用于发出具有图像信息的光线；

滤光件，用于透过出射角符合预设透射条件的所述光线，并遮挡出射角不符合所述预设透射条件的所述光线；

第一光学组件，用于接收并反射透过所述滤光件的所述光线，所述滤光件设置在所述显示组件和所述第一光学组件之间；以及

第二光学组件，用于接收并反射经所述第一光学组件反射的所述光线，并将所述光线反射至所述第一光学组件，其中，经所述第二光学组件反射的所述光线透过所述第一光学组件后在所述近眼显示光学***的焦平面上呈现图像。

本申请实施方式一方面提供了一种近眼显示设备，包括壳体和上述所述的近眼显示光学***，所述近眼显示光学***安装在壳体上。

本申请通过设置滤光件，使得出射角符合预设透射条件的光线透过，并使得出射角不符合预设透射条件的光线被遮挡。通过出射角对光线进行筛选，减少了产生杂散光的较大出射角的光线。抑制了杂散光的生成，进而使得视场上下两侧的杂散光减少，使得视场内外的杂散光减少。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1揭露了近眼显示设备的结构示意图；

图2揭露了近眼显示设备另一实施例的结构示意图；

图3揭露了近眼显示设备的成像效果图；

图4揭露了近眼显示设备生成杂散光的光路图；

图5揭露了近眼显示设备生成杂散光的光路图；

图6揭露了近眼显示设备生成杂散光的光路图；

图7揭露了近眼显示设备生成杂散光的光路图；

图8揭露了本申请一实施例中近眼显示设备的结构示意图；

图9揭露了图1所示近眼显示设备呈现的虚拟图像的效果图；

图10揭露了本申请图8所示近眼显示设备呈现的虚拟图像的效果图；

图11揭露了本申请图8所示实施例中滤光件的结构示意图；

图12揭露了本申请图11所示实施例中滤光件的Ⅻ-Ⅻ截面示意图；

图13揭露了本申请图12所示实施例中子滤光件的结构示意图；

图14揭露了本申请图13所示实施例中子滤光件的XIV-XIV截面示意图；

图15揭露了本申请图14所示实施例中子滤光件另一实施例的结构示意图；

图16揭露了本申请图8所示实施例中滤光件另一实施例的结构示意图；

图17揭露了本申请图16所示实施例中滤光件60的XVII-XVII截面示意图；

图18揭露了本申请图16所示实施例中滤光件60的XVIII-XVIII截面示意图；

图19揭露了本申请另一实施例中近眼显示设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施方式仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施方式仅为本申请的部分实施方式而非全部实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“实施方式”意味着，结合实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施方式，也不是与其它实施方式互斥的独立的或备选的实施方式。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施方式可以与其它实施方式相结合。

随着增强现实(Augmented Reality，AR)和虚拟现实(Virtual Reality，VR)、混合现实(Mixed Reality，MR)的快速应用，近眼显示设备也得到了快速的发展。近眼显示设备可应用于可实现虚拟现实、增强现实或混合现实等显示效果中。在此对近眼显设备的具体结构和实现原理进行介绍，在实际应用中，近眼显示设备除了包括近眼显示光学***外，必然还包括用于供电的电源模组，用于与其他终端进行信息交互的通信模组，用于对电源模组、通信模组和显示组件进行控制的处理器，用于集成设置电源模组、通信模组、显示组件和处理器等结构的电路板，以及用于固定各结构并方便用户佩戴的支架和壳体等机械结构，本实施例中不对这些结构进行特别限定。

请参阅图1，其揭露了近眼显示光学***的结构示意图。该近眼显示光学***100可包括发出具有虚拟图像信息的光线的显示组件10、对具有虚拟图像信息的光进行接收并在焦平面上形成虚拟图像的透镜组件20、对透过透镜组件20的光线进行部分反射的第一光学组件30、凹面与第一光学组件30的分光面相对设置且用于对第一光学组件30反射的光线进行反射并使光线透过第一光学组件30的第二光学组件40。其中，经第二光学组件40反射的光线透过第一光学组件30，并入射到人眼101。

具体地，显示组件10可以为基于LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示装置)技术的液晶显示组件、基于OLED(Organic Electroluminesence Display，有机电激光显示)技术的有机电激光显示组件、基于LED(Quantum Dot Light Emitting Diodes，量子点发光二极管)技术的量子点发光二极管显示组件、曲面显示组件或基于LCOS(Liquid Crystalon Silicon，液晶附硅)技术的反射式矩阵液晶显示组件等。

当然，显示组件10也可以是Micro-OLED(Micro Organic Light-Emitting Diode，微型有机发光二极管)微显示器或Micro-LED(Micro Light Emitting Diode，微型发光二极管)微显示器等可发射无偏光线的微显示器。

因此近眼显示光学***100需要在光路中对无偏光线进行偏振匹配。请参阅图2，其揭露了近眼显示光学***100另一实施例的结构示意图。近眼显示光学***100可在显示组件10与透镜组件20之间设置偏振转换件50。偏振转换件50可以将显示组件10发出的无偏光线转换为与后续光路匹配的特定方向线偏振光或圆偏振光。

当然，显示组件10也可以为LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示装置)微显示器等可发出偏振光的微显示器，图2中所示的近眼显示光学***100可省略偏振转换件50。可以理解地，图2所示近眼显示光学***100在省略偏振转换件50后，可以在后续光路中需要确定偏振方向时，再在相应地位置设置偏振转换件50或其他偏振转换装置或具有偏振转换功能的部件以进行后续光路的偏振匹配。

请参阅图1和图2，透镜组件20具有正屈光力。透镜组件20能够对显示组件10发出的具有虚拟图像信息的光线进行聚焦，并对显示组件10发出的具有虚拟图像信息的光线进行像差校正。透镜组件20可包括至少一个透镜。其中，透镜可为正透镜或负透镜。透镜可采用塑料或玻璃制成，其表面面型可以是球面或非球面。

可以理解地，本说明书的“具有正屈光力的～组件”表示组整体具有正屈光力。相同地“具有负屈光力的～组件”表示组整体具有负屈光力。“具有正屈光力的透镜”与“正透镜”含义相同。“具有负屈光力的透镜”与“负透镜”含义相同。“～透镜组件”并不限于包括多个透镜的结构，也可以设为仅包括1片透镜的结构。

第一光学组件30具有分光面。第一光学组件30设置分光面的一侧可分别朝向显示组件10和第二光学组件40设置。便于第一光学组件30的分光面接收显示组件10发出的具有虚拟图像信息的光线。便于第一光学组件30的分光面透过一部分具有虚拟图像信息的光线并反射剩余具有虚拟图像信息的光线。便于经过第二光学组件40反射回来的剩余具有虚拟图像信息的光线透过第一光学组件30到达人眼101。

在增强现实技术中，现实世界中形成具有真实图像信息的光线可透过第二光学组件40、第一光学组件30与剩余具有虚拟图像信息的光线一同到达人眼101，使得投影的虚拟图像可以叠加在用户感知的真实图像上。

第一光学组件30可包括一个透镜例如分光镜以及透镜上设置的镀膜例如分光膜。这里对于分光膜的设置方式不做限定，可以采用镀膜方式设置，也可以采用粘贴方式设置。实际中，多采用镀膜方式。

分光膜位于透镜朝向显示组件10的一侧，形成第一光学组件30的分光面。这里对于透镜或分光膜的分光比不做限定，分光比即透射光线和反射光线的比例。示例的，分光比是5:5，即该透镜或分光膜能透射一半的光线、反射一半的光线；当然，透镜或分光膜的分光比还可以是其它比例，例如6:4、7:3等，这里不再列举。

在一实施例中，在近眼显示光学***100中使用偏振光时，第一光学组件30还可以包括四分之一波片、偏振分光膜、偏振片及塑料或玻璃基板等。其中，塑料或玻璃基板位于远离透镜组件20和第二光学组件40的一侧，偏振片贴合于基板靠近透镜组件20和第二光学组件40的一侧，偏振分光膜贴合于偏振片靠近透镜组件20和第二光学组件40的一侧，四分之一波片贴合于偏振分光膜靠近透镜组件20和第二光学组件40的一侧或独立于第一光学组件30之外位于第一光学组件30与第二光学组件40之间。

第二光学组件40采用玻璃或者塑料等材料制成。第二光学组件40可为曲面镜，具有凹面，第二光学组件40设置凹面的一侧朝向第一光学组件30，以便于将由第一光学组件30反射的剩余具有虚拟图像信息的光线反射至第一光学组件30。在增强现实技术中，现实世界中形成具有真实图像信息的光线可透过第二光学组件40、第一光学组件30与剩余具有虚拟图像信息的光线一同到达人眼101，使得投影的虚拟图像可以叠加在用户感知的真实图像上。

在一实施例中，“虚拟图像”与“真实图像”可均被称为“图像”。

在一实施例中，第二光学组件40的凹面可为球面、非球面或自由曲面等。当四分之一波片独立于第一光学组件30存在时，四分之一波片可以贴附于第二光学组件40上靠近第一光学组件30的一面(即第二光学组件40的凹面)。

在一实施例中，第二光学组件40可包括反射镜例如曲面镜。

请参阅图3，其揭露了近眼显示光学***100的成像效果图。可见在近眼显示光学***100进行使用过程中，其呈现的虚拟图像中，在视场的上方出现杂散光102，同样在视场的下方也出现杂散光103，杂散光102，103的出现对视觉体验产生明显的干扰，影响近眼显示光学***100的整体体验效果。

另外，在其他实施例中，会形成视场内或视场外杂散光，进而进一步影响整体体验效果。

发明人在一系列的科学研究、实验过程中发觉显示组件10具有较大出射角度的光线。而此较大出射角度的光线的部分不参与虚拟图像的生成，却产生杂散光。

请参阅图4、图5、图6和图7，图4揭露了近眼显示光学***100生成杂散光102的光路图，图5揭露了近眼显示光学***100生成杂散光103的光路图，图6揭露了近眼显示光学***100生成杂散光的光路图，图7揭露了近眼显示光学***100生成杂散光的光路图。其中，光线104为视场外上方杂散光102对应光线路径，光线105为视场外下方杂散光103对应光线路径，光线106为视场内或视场外两侧全反射形成杂散光对应的光线路径。如图3中杂散光102的光路如图4所示，对应发生区域为透镜组件20最靠近第一光学组件30的透镜最外侧面，以及第二光学组件40的凹面形成的反射面靠近透镜组件20一侧的中部区域。如图3中杂散光103的光路如图5所示，对应发生区域为第二光学组件40的凹面形成的反射面靠近上方的两侧区域，以及第一光学组件30的下方两侧区域。对于视场内或视场外杂散光的光路如图6所示，由于显示组件10发光时出射角具有较大的出射角度，部分较大出射角度对应的光线会在透镜组件20中发生内全反射，对应发生区域为透镜组件20的透镜内表面。

可见，通过遮挡光线104，105，106可以抑制甚至消除产生的杂散光102，103和视场内、外的杂散光。

请参阅图8，其揭露了本申请一实施例中近眼显示光学***200的结构示意图。其中，近眼显示光学***200可包括上述实施例中发出具有虚拟图像信息的光线的显示组件10、对具有虚拟图像信息的光进行接收并在焦平面上形成虚拟图像的透镜组件20、对透过透镜组件20的光线进行部分反射的第一光学组件30、凹面与第一光学组件30的分光面相对设置且用于对第一光学组件30反射的光线进行反射并使光线透过第一光学组件30的第二光学组件40。其中，经第二光学组件40反射的光线透过第一光学组件30，并入射到人眼101。

对于显示组件10、透镜组件20、第一光学组件30和第二光学组件40，可参阅上述实施例，在此不做赘述。

当然近眼显示光学***200还包括设置在显示组件10和透镜组件20之间的滤光件60。滤光件60用于接收并透过具有虚拟图像信息的光线，使得具有虚拟图像信息的光线透过透镜组件20。

具体地，滤光件60位于显示组件10与透镜组件20之间，且与显示组件10存在一定距离处。可对显示组件10出射光线的出射角度进行筛选，遮挡产生杂散光的较大出射角度的光线。

在一实施例中，滤光件60可使得出射角满足预设透射条件的光线透射，而出射角不满足预设透射条件的光线(也可被称为“第一光线”)则被滤光件60遮挡和/或吸收，无法透射通过。如图8所示光线104，105，106在经过滤光件60时，被遮挡，实际并未继续传播，因此以虚线表示。

请参阅图9和图10，图9揭露了图1所示近眼显示光学***100呈现的虚拟图像的效果图，图10揭露了本申请图8所示近眼显示光学***200呈现的虚拟图像的效果图。可见图9中，在视场的上方存在杂散光102，在视场的下方两侧存在杂散光103。而图10中视场整体尺寸无明显变化，在视场的上方以及下方的杂散光得到抑制，同时也抑制了因透镜组件20全反射造成的杂散光，进而提高了用户体验。

请参阅图11和图12，图11揭露了本申请图8所示实施例中滤光件60的结构示意图，图12揭露了本申请图11所示实施例中滤光件60的Ⅻ-Ⅻ截面示意图。

滤光件60可包括在第一方向上层叠设置的两个子滤光件例如第一子滤光件61和第二子滤光件62。

显示组件10发出的具有虚拟图像信息的光线可依次透过第二子滤光件62和第一子滤光件61，第一子滤光件61和第二子滤光件62配合可实现对显示组件10出射光线的出射角的筛选，可遮挡产生杂散光的具有较大出射角度的光线。

需要指出的是，此处以及下文中的术语“第一”、“第二”......等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”......等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。

可以理解地是，对于“第一子滤光件”、“第二子滤光件”以及“子滤光件”等名称，在一些实施例中可以相互转换。例如在一实施例中，将其它实施例中的“第一子滤光件”称为“第二子滤光件”，相应地，将其它实施例中的“第二子滤光件”称为“第一子滤光件”。

在一实施例中，第一子滤光件61和第二子滤光件62可间隔设置。即第一子滤光件61和第二子滤光件62仅在第一方向上排列设置。

请参阅图13和图14，图13揭露了本申请图12所示实施例中子滤光件的结构示意图，图14揭露了本申请图13所示实施例中子滤光件的XIV-XIV截面示意图。子滤光件例如第一子滤光件61和第二子滤光件62可包括在第二方向上交错层叠设置且相互连接的多个透明层611和多个遮光层612。其中，第一方向与第二方向垂直设置。

可一同参阅图11，在第一子滤光件61和第二子滤光件62层叠设置时，子滤光件例如第一子滤光件61中中多个透明层611和多个遮光层612的交错层叠方向(即第二方向例如第一子方向)与第二子滤光件61中多个透明层611和多个遮光层612的交错层叠方向(即第二方向例如第二子方向)垂直设置。

当然在第一子滤光件61和第二子滤光件62层叠设置时，子滤光件例如第一子滤光件61中中多个透明层611和多个遮光层612的交错层叠方向(即第二方向)与第二子滤光件61中多个透明层611和多个遮光层612的交错层叠方向(即第二方向)可不平行。即有夹角，即夹角大于0。

可以理解地是，对于“第一方向”、“第二方向”、“第一子方向”、“第二子方向”以及“方向”等名称，在一些实施例中可以相互转换。例如在一实施例中，将其它实施例中的“第一方向”称为“第二方向”，相应地，将其它实施例中的“第二子方向”称为“第一方向”。

请参阅图13和图14，透明层611用于透过显示组件10发出的具有虚拟图像信息的光线。

遮光层612可采用黑色材料制作，以便对照射在遮光层612上的光线进行遮挡吸收。遮光层612可用于对显示组件10出射光线的出射角度进行筛选，遮挡产生杂散光的具有较大出射角度的光线，即透明层612用于透过出射角符合预设透射条件的光线，遮光层612用于遮挡出射角不符合预设透射条件的光线。

每一个子滤光件中多个透明层611和多个遮光层612的设置可形成位于中部的第一滤光部613以及位于第一滤光部613两侧的第二滤光部614。

具体地，位于第一滤光部613内的遮光层613与第一方向平行。被遮光层613遮挡的光线与第一方向的夹角大于角度θ。其中，角度θ与近眼显示光学***200像方F数之间的关系为：

位于第二滤光部614内的遮光层612均向第一滤光部613一侧倾斜，且与第一方向成夹角α。被第二滤光部614中遮光层613遮挡的光线为与第一方向的夹角小于角度α-θ的光线以及与第一方向的夹角大于角度α+θ的光线。其中夹角α的取值范围为0-β，β为显示组件10发射的边缘视场主光线与第一方向的夹角。

在一实施例中，请参阅图15，其揭露了本申请图14所示实施例中子滤光件另一实施例的结构示意图。多个遮光层612可包括与第一方向平行设置第一遮光层6121以及分布在第一遮光层6121的两侧的多个第二遮光层6122.

其中，每一个第二遮光层6122向第一遮光层6121一侧倾斜设置，相邻两个第二遮光层6122中靠近第一遮光层6121的第二遮光层6122与第一方向的夹角为第一夹角，远离第一遮光层6121的第二遮光层与第一方向的夹角为第二夹角。第一夹角小于等于第二夹角。

可以理解地是，对于“第一夹角”、“第二夹角”、“第三夹角”、“第四夹角”、“第五夹角”、“第六夹角”以及“夹角”等名称，在一些实施例中可以相互转换。例如在一实施例中，将其它实施例中的“第一夹角”称为“第二夹角”，相应地，将其它实施例中的“第二夹角”称为“第三夹角”。

在一实施例中，每一个第二遮光层6122与第一方向成夹角α，第二遮光层6122用于遮挡与第一方向的夹角小于角度α-θ的光线，用于遮挡与第一方向的夹角大于角度α+θ的光线，夹角α的取值范围为0-β，夹角β为显示组件发射的边缘视场主光线与第一方向的夹角，角度θ与近眼显示光学***像方F数之间的关系为：

在一实施例中，第一子滤光件61和第二子滤光件62胶合的方式设置在一起。

在一实施例中，滤光件60可与透镜组件20之间间隔设置。当然，滤光件60也可以胶合设置在透镜组件20上。

在一实施例中，第一子滤光件61和第二子滤光件62为一体结构。

在一实施例中，第一子滤光件61中的遮光层613延伸设置在第二子滤光件62中，与第二子滤光件62中的遮光层613层叠设置。第二子滤光件62中的遮光层613延伸设置在第一子滤光件61中，与第一子滤光件61中的遮光层613层叠设置。以便减少滤光件60的厚度。以便减小有效光的损失。

请参阅图16、图17和图18，图16揭露了本申请图8所示实施例中滤光件60另一实施例的结构示意图，图17揭露了本申请图16所示实施例中滤光件60的XVII-XVII截面示意图，图18揭露了本申请图16所示实施例中滤光件60的XVIII-XVIII截面示意图。滤光件60可包括在与第一方向垂直的平面上排列多个透明部621、间隔设置的多个第一遮光部622以及间隔设置的多个第二遮光部623。其中，透明部621用于透过出射角符合预设透射条件的光线。第一遮光部622和第二遮光部623用于遮挡出射角不符合预设透射条件的光线。第一遮光部和第二遮光部623交叉设置。透明部621位于第一遮光部和第二遮光部623交叉设置形成的空间内。

具体地，相邻两个透明部621之间设置一个第一遮光部622，相邻两个第一遮光部622之间设置一个透明部621。

相邻两个透明部621之间设置一个第二遮光部623，相邻两个第二遮光部623之间设置一个透明部621。

在一实施例中，请参阅图17，多个第一遮光部622包括与第一方向平行的第一子遮光部6221以及分布在第一子遮光部6221的两侧多个第二子遮光部6222。

具体地，每一个第二子遮光部6222向第一子遮光部6221一侧倾斜设置，相邻两个第二子遮光部6222中靠近第一子遮光部6221的第二子遮光部6222与第一方向的夹角为第三夹角，小于等于远离第一子遮光部6221的第二子遮光部6222与第一方向的夹角为第四夹角，第三夹角小于等于第四夹角。

在一实施例中，每一个第二子遮光部6222与第一方向成夹角δ，第二子遮光部6222用于遮挡与第一方向的夹角小于角度δ-θ的光线，用于遮挡与第一方向的夹角大于角度δ+θ的光线，夹角δ的取值范围为0-β，夹角β为显示组件的边缘视场主光线与第一方向的夹角，角度θ与近眼显示光学***像方F数之间的关系为：

在一实施例中，请参阅图18，多个第二遮光部632包括与第一方向平行的第三子遮光部6321以及分布在第三子遮光部6321两侧的多个第四子遮光部6322。

具体地，每一个第四子遮光部6322向第三子遮光部6321一侧倾斜设置。相邻两个第四子遮光部6322中靠近第三子遮光部6321的第四子遮光部6322与第一方向的夹角为第五夹角。远离第三子遮光部6321的第四子遮光部6322与第一方向的夹角为第六夹角，第五夹角小于等于第六夹角。

在一实施例中，每一个第四子遮光部6322与第一方向成夹角λ，第四子遮光部6322用于遮挡与第一方向的夹角小于角度λ-θ的光线，用于遮挡与第一方向的夹角大于角度λ+θ的光线，夹角λ的取值范围为0-β，夹角β为显示组件的边缘视场主光线与第一方向的夹角，角度θ与近眼显示光学***像方F数之间的关系为：

在一实施例中，多个第二遮光部631也可以按照图14中遮光层612的设置方式设置。

在一实施例中，多个第二遮光部632也可以按照图14中遮光层612的设置方式设置。

在一实施例中，角度δ可与角度λ相等。

请参阅图19，其揭露了本申请另一实施例中近眼显示设备300的结构示意图。近眼显示设备300可包括近眼显示光学***300以及安装近眼显示光学***300的壳体301。其中，近眼显示光学***300可包括发出具有虚拟图像信息的光线的显示组件10(图8所示)、对具有虚拟图像信息的光进行接收并在焦平面上形成虚拟图像的透镜组件20(图8所示)、对透过透镜组件20的光线进行部分反射的第一光学组件30(图8所示)、凹面与第一光学组件30的分光面相对设置且用于对第一光学组件30反射的光线进行反射并使光线透过第一光学组件30的第二光学组件40(图8所示)。其中，经第二光学组件40反射的光线透过第一光学组件30，并入射到人眼。当然，近眼显示光学***300还包括设置在显示组件10和透镜组件20之间的滤光件60(图8所示)。滤光件60用于接收并透过具有虚拟图像信息的光线，使得具有虚拟图像信息的光线透过透镜组件20。

其中，经第二光学组件40反射的光线透过第一光学组件30，并入射到人眼101。上述实施例中的显示组件10、透镜组件20、第一光学组件30、第二光学组件40、滤光件60均可安装在壳体301上。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所公开的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅为本申请的部分实施方式，并非因此限制本申请的保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (19)

1.一种近眼显示光学***，其特征在于，包括：

显示组件，用于发出具有图像信息的光线；

滤光件，用于透过出射角符合预设透射条件的所述光线，并遮挡出射角不符合所述预设透射条件的所述光线；

第一光学组件，用于接收并反射透过所述滤光件的所述光线，所述滤光件设置在所述显示组件和所述第一光学组件之间；以及

第二光学组件，用于接收并反射经所述第一光学组件反射的所述光线，并将所述光线反射至所述第一光学组件，其中，经所述第二光学组件反射的所述光线透过所述第一光学组件后在所述近眼显示光学***的焦平面上呈现图像。

2.根据权利要求1所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述滤光件包括透过出射角符合所述预设透射条件的子滤光件，所述子滤光件包括在第一方向上层叠设置的多个透明层和多个遮光层，所述多个透明层和所述多个遮光层相互连接，相邻两个所述透明层之间设置一个所述遮光层，相邻两个所述遮光层之间设置一个所述透明层，所述多个透明层用于透过出射角符合所述预设透射条件的所述光线，所述多个遮光层用于遮挡包括第一光线在内的所述光线，所述第一光线为出射角不符合所述预设透射条件的所述光线。

3.根据权利要求2所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述多个透明层和所述多个遮光层层叠设置，以形成位于中部的第一滤光部及位于所述第一滤光部两侧的第二滤光部，所述第一滤光部与所述第二滤光部相互连接，所述第一滤光部内的所述遮光层与第二方向平行，所述第一方向垂直于所述第二方向。

4.根据权利要求3所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述第一滤光部中的所述遮光层用于遮挡与所述第二方向的夹角大于角度θ的所述光线，其中，所述角度θ与所述近眼显示光学***像方F数之间的关系为：

5.根据权利要求4所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述第二滤光部内的所述遮光层向所述第一滤光部一侧倾斜设置，并与所述第二方向成夹角α。

6.根据权利要求5所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述第二滤光部内的所述遮光层用于遮挡与所述第二方向的夹角小于角度α-θ的所述光线，用于遮挡与所述第二方向的夹角大于角度α+θ的所述光线，其中，所述夹角α的取值范围为0-β，所述夹角β为所述显示组件发射的边缘视场主光线与所述第二方向的夹角。

7.根据权利要求2所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述多个遮光层包括：

第一遮光层，与第二方向平行设置，所述第一方向垂直于所述第二方向；以及

多个第二遮光层，分布在所述第一遮光层的两侧，每一所述多个第二遮光层向所述第一遮光层一侧倾斜设置；

其中，在相邻两个所述第二遮光层中，靠近所述第一遮光层的所述第二遮光层与所述第二方向的夹角为第一夹角，远离所述第一遮光层的所述第二遮光层与所述第二方向的夹角为第二夹角，所述第一夹角小于等于所述第二夹角。

8.根据权利要求7所述的近眼显示光学***，其特征在于，每一所述多个第二遮光层与所述第二方向成夹角α，所述多个第二遮光层用于遮挡与所述第二方向的夹角小于角度α-θ的所述光线，用于遮挡与所述第二方向的夹角大于角度α+θ的所述光线，所述夹角α的取值范围为0-β，所述夹角β为所述显示组件的边缘视场主光线与所述第二方向的夹角，所述角度θ与所述近眼显示光学***像方F数之间的关系为：

9.根据权利要求2-8任一项所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述子滤光件为两个，分别为第一及第二子滤光件，所述第一及第二子滤光件在第二方向上排列设置。

10.根据权利要求9所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述第一及第二子滤光件在第二方向上层叠设置。

11.根据权利要求9所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述第一子滤光件中所述多个透明层和所述多个遮光层层叠设置的方向为第一子方向，所述第二子滤光件中所述多个透明层和所述多个遮光层层叠设置的方向为第二子方向，所述第一子方向和所述第二子方向垂直。

12.根据权利要求1所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述滤光件包括：

多个透明部，在与第二方向垂直的平面上排列，用于透过出射角符合所述预设透射条件的所述光线；

多个第一遮光部，间隔设置，用于遮挡包括第一光线在内的所述光线，所述第一光线为出射角不符合所述预设透射条件的所述光线，相邻两个所述透明部之间设置一个所述第一遮光部，相邻两个所述第一遮光部之间设置一个所述透明部；以及

多个第二遮光部，间隔设置，用于遮挡出射角不符合所述预设透射条件的所述光线，相邻两个所述透明部之间设置一个所述第二遮光部，相邻两个所述第二遮光部之间设置一个所述透明部。

13.根据权利要求12所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述多个第一遮光部包括：

第一子遮光部，与所述第二方向平行；以及

多个第二子遮光部，分布在所述第一子遮光部的两侧，每一所述多个第二子遮光部向所述第一子遮光部一侧倾斜设置；

其中，在相邻两个所述第二子遮光部中，靠近所述第一子遮光部的所述第二子遮光部与所述第二方向的夹角为第三夹角，远离所述第一子遮光部的所述第二子遮光部与所述第二方向的夹角为第四夹角，所述第三夹角小于等于所述第四夹角。

14.根据权利要求13所述的近眼显示光学***，其特征在于，每一所述多个第二子遮光部与所述第二方向成夹角δ，所述多个第二子遮光部用于遮挡与所述第二方向的夹角小于角度δ-θ的所述光线，用于遮挡与所述第二方向的夹角大于角度δ+θ的所述光线，所述夹角δ的取值范围为0-β，所述夹角β为所述显示组件的边缘视场主光线与所述第二方向的夹角，所述角度θ与所述近眼显示光学***像方F数之间的关系为：

15.根据权利要求12所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述多个第二遮光部包括：

第三子遮光部，与所述第二方向平行；以及

多个第四子遮光部，分布在所述第三子遮光部的两侧，每一所述多个第四子遮光部向所述第三子遮光部一侧倾斜设置；

其中，在相邻两个所述第四子遮光部中，靠近所述第三子遮光部的所述第四子遮光部与所述第二方向的夹角为第五夹角，远离所述第三子遮光部的所述第四子遮光部与所述第二方向的夹角为第六夹角，所述第五夹角小于等于所述第六夹角。

16.根据权利要求15所述的近眼显示光学***，其特征在于，每一所述多个第四子遮光部与所述第二方向成夹角λ，所述多个第四子遮光部用于遮挡与所述第二方向的夹角小于角度λ-θ的所述光线，用于遮挡与所述第二方向的夹角大于角度λ+θ的所述光线，所述夹角λ的取值范围为0-β，所述夹角β为所述显示组件的边缘视场主光线与所述第二方向的夹角，所述角度θ与所述近眼显示光学***像方F数之间的关系为：

17.根据权利要求1-8、12-16任一项所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述近眼显示光学***还包括：

透镜组件，设置在所述滤光件与所述第一光学组件之间，用于接收并透过经过所述滤光件的所述光线并对所述光线进行聚焦，所述第一光学组件用于接收并反射经所述透镜组件聚焦后的所述光线。

18.根据权利要求17所述的近眼显示光学***，其特征在于，所述滤光件胶合设置在所述透镜组件上。

19.一种近眼显示设备，其特征在于，包括壳体和权利要求1-18任一项所述的近眼显示光学***，所述近眼显示光学***安装在壳体上。

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