單屏雙眼近眼顯示光學系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種單屏雙眼近眼顯示光學系統，包括：用于提供圖像的帶背光源的顯示面板、將所述圖像經過反射及透射后形成兩路畫面相同的圖像的半反半透光學鏡片、縮短所述圖像的光線放大成像距離的光學鏡片、將圖像進行放大成像顯示的放大成像鏡片組、將圖像的光路方向調整至射入人眼的角度的折/反射光學組件。本實用新型專利技術結構簡單，成本相對較低，有利于穿戴式電子設備的推廣。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術公開了一種單屏雙眼近眼顯示光學系統，包括：用于提供圖像的帶背光源的顯示面板、將所述圖像經過反射及透射后形成兩路畫面相同的圖像的半反半透光學鏡片、縮短所述圖像的光線放大成像距離的光學鏡片、將圖像進行放大成像顯示的放大成像鏡片組、將圖像的光路方向調整至射入人眼的角度的折/反射光學組件。本技術結構簡單，成本相對較低，有利于穿戴式電子設備的推廣。【專利說明】單屏雙眼近眼顯示光學系統
本技術涉及一種光學系統，尤其是一種新型單屏雙眼近眼顯示光學系統。
技術介紹
穿戴式設備HMD是數碼產品未來的發展方向，其基本原理是通過光學系統放大微顯示屏上的圖像，使觀看者眼中呈現出大屏幕圖像。便攜式的近眼顯示系統是目前發展最好的穿戴式顯示產品，目前已有多款成熟的商業化產品，代表性的有過Google glass,以及Sony等廠商的產品。 在上述產品中，Google glass采用單屏單眼顯示，其結構精巧，圖像放大尺寸有限，價格高昂，適用于高端顯示領域。Sony的產品主要使用雙屏雙眼顯示，采用此顯示系統使得產品必須適用2塊完全相同的高清顯示屏，造成成本偏高；其次要使2塊顯示屏顯示影像同步完全一致、重合，電子系統重新處理影像由一變二，并使2幅圖像同步，為此電子系統獨立為一個組件，從而喪失了產品的便攜性；最后還不包括單獨為產品提供片源的部件，比如智能手機、ipad、電腦、DVD等影像產品。以上兩種類型產品前者是單眼顯示價格高昂，后者是尺寸較大，價格偏高還喪失了穿戴式產品所需要的便攜性。
技術實現思路
本技術的目的是為了解決上述現有技術中存在的問題，提出了一種單屏雙眼近眼顯示光學系統，該光學系統結合了 google class以及sony產品的優點,避免其缺點，為消費者提供一款舒適便攜、價格低廉的光學系統產品。 本技術所提出的單屏雙眼近眼顯示光學系統，包括:用于提供圖像的帶背光源的顯示面板、將所述圖像經過反射及透射后形成兩路畫面相同的圖像的半反半透光學鏡片、縮短所述圖像的光線放大成像距離的光學鏡片、將圖像進行放大成像顯示的放大成像鏡片組、將圖像的光路方向調整至射入人眼的角度的折/反射光學組件。 在本技術方案中，半反半透光學鏡片可以選擇半反半透式光學棱鏡PBS或者3M公司生產的半反半透式光學膜片。放大成像鏡片組可以有多種結構，本技術方案中放大成像鏡片組包括一正一負兩片光學鏡片。折/反射光學組件為三個平面反光鏡片。 在一實施例中，由顯示面板發出的圖像光線，經半反半透反光棱鏡后圖像分為光軸順時針90°轉折的反射S光和光軸不變的透射P光兩部分。 反射S光路部分:經縮小成像距離的光學鏡片，進入與分光棱鏡分光面平行，與反射部分光軸成順時針45°夾角的平面反光鏡片，光路發生順時針90°折射，之后進入放大光學鏡片組成像，最后進入瞳孔成放大的虛像； 透射P光部分:經縮小成像距離的光學鏡片，進入與分光棱鏡面成90°，與投射部分光學光軸成順時針45°夾角的平面反光鏡片，該部分光路光軸發生逆時針90°折射，之后進入放大光學鏡片組成像，此時圖像由于經過一次反射鏡像，故此圖像光線進入與投射光路之前改變光路的平面反光鏡片平行的反光鏡片，進行二次反射，并將圖像光線順時針轉折90°，此時圖像才能以放大的正像進入眼瞳。 本技術利用半反半透式分光棱鏡將圖像光線完整實時分割為兩幅完全相同的圖像，然后經平面反光鏡片使兩路圖像光線分別鏡像成像，解決了近眼顯示產品需要兩塊顯示屏的難題，節省了一塊高清顯示屏，簡化了電子顯示系統，提升了應用該系統產品的便攜性，大大節省了成本，另一方面也使得雙眼同時光看相同的圖像，改善了觀看效果。 【專利附圖】【附圖說明】 下面，對照附圖和較佳實施例對本技術進行詳細說明，其中: 圖1是本技術的原理圖。 圖中:1、帶背光源的顯示面板，2、半反半透分光棱鏡PBS，3、光學鏡片，4、反光鏡片，5、放大成像鏡片組，6、人眼。 【具體實施方式】 下面結合附圖和實施例對技術進行詳細的說明。應當理解，對具體實施例的說明僅僅用以解釋本技術提出的技術方案，并非限定本技術。 圖1是本技術單屏雙眼近眼顯示光學系統的原理圖，其主要部件包括一塊可以提供高清圖像(影像)的顯示面板、一個將圖像經過反射及透射后形成兩路畫面相同的圖像半反半透光學鏡片，兩個用于縮短兩路圖像的光線放大成像距離的光學鏡片，兩個用于將兩路圖像進行放大成像顯示的放大成像鏡片組，以及多個將圖像的光路方向調整至射入人眼的角度的折/反射光學組件。其中，半反半透光學鏡片可以是半反半透式光學棱鏡PBS也可以是3M公司的半反半透式光學膜片，在本實施例中，采用半反半透式光學棱鏡PBS。折/反射光學組件則采用了平面反光鏡片 當點亮帶背光源的顯示面板I時，該顯示面板I發出帶圖像的光線，垂直進入半反半透式分光棱鏡PBS 2中，圖像的光線在半反半透式分光棱鏡PBS 2首先遇到與圖像光線光軸成逆時針45°夾角的半反半透分光膜面，該圖像光線經該膜面后分為兩部分，一部分光軸順時針轉折90°并與該膜面成順時針45°夾角的反射部分S光，另一部分光軸方向不變并與該膜面成逆時針45°夾角的投射部分P光。圖像通過光學方法完整分為兩部分是該系統能夠成為單屏雙眼近眼顯示光學系統的重要前提，也是對圖像光線的有效利用。 S光射出半反半透式分光棱鏡PBS 2后，首先進入光學鏡片3，該光學鏡片3主要作用是縮短該組圖像光線放大成像距離，然后進入與該圖像光線光軸成順時針45°夾角的平面反光鏡片4，在該實施例中，所采用的平面反光鏡片為矩形。S光的圖像光線經該平面反光鏡片4反射之后，該光線光軸逆時針轉過90°，與該平面反光鏡片4成逆時針45°夾角，經轉折后的S光的圖像光線進入放大成像鏡片5中放大成像，該放大成像鏡片組5可由一片、兩片、三片或更多的單獨光學鏡片或膠合光學鏡片組成，本實施例中由一正一負兩片光學鏡片組成，圖像經放大成像鏡片組5放大后進入人眼6中成正像放大的虛像。 P光射出分光棱鏡后，首先進入縮短放大成像距離的光學鏡片3，出射之后光軸不變，然后進入與該光軸成順時針45°夾角的平面反光鏡片4中，圖像光線在平面反光鏡片4的表面進行反射，經平面反光鏡片4的表面反射之后光軸逆時針轉折90°，圖像光線進入放大成像鏡片組5中進行放大成像，由于該組圖像光線僅進行了一次平面光線反射，此時圖像為鏡像圖像，故該放大圖像需再次進入與該圖像光軸成逆時針45°夾角的平面反光鏡片二次進行鏡像反射，此時圖像光線光軸順時針轉折90°，最終正向放大虛像進入人眼6中放大成像。 在本實施例中，為滿足人雙眼6看到正向、放大的虛像，S光與P光都需進行兩次90度的轉折。反射S光部分先進行順時針90°轉折，其次是逆時針90°轉折最終進入人眼；透射P光部分先進行逆時針90°轉折，其次是順時針90°轉折最終進入人眼。由于分光棱鏡部分承擔了 S光第一次轉折，故本實施例中只需要用到三片平面反光鏡片4，節省了一片平面反光鏡片，節約了成本，同時簡化了硬件結構。【權利要求】1.一種單屏雙眼近眼顯示光學系統，其特征在于，包括:用于提供圖像的帶背光源的顯示面板、將所述圖像經過反射本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種單屏雙眼近眼顯示光學系統，其特征在于，包括：用于提供圖像的帶背光源的顯示面板、將所述圖像經過反射及透射后形成兩路畫面相同的圖像的半反半透光學鏡片、縮短所述圖像的光線放大成像距離的光學鏡片、將圖像進行放大成像顯示的放大成像鏡片組、將圖像的光路方向調整至射入人眼的角度的折/反射光學組件。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭潔浮，李寶平，
申請(專利權)人：東莞偉信電子有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44