一種微型顯示系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種微型顯示系統，設置于頭戴式設備上，包括顯示模塊、導光棒、偏振分光棱鏡、1/4波片及屈光鏡；顯示模塊用于發出偏振光；導光棒固定連接偏振分光棱鏡，用于將顯示模塊發出的偏振光傳導至偏振分光棱鏡；偏振分光棱鏡正對人眼，1/4波片設置于偏振分光棱鏡遠離人眼的一側，屈光鏡設置于1/4波片遠離人眼的一側，屈光鏡遠離人眼的一側設置有一反射膜；偏振分光棱鏡反射導光棒傳導的偏振光，經過1/4波片進入屈光鏡調整，反射膜反射調整后的偏振光，調整后的偏振光經過1/4波片、偏振分光棱鏡進入人眼。本實用新型能夠微型顯示系統更容易與頭戴式設備結合，能夠使近視人員看清顯示模塊播放的圖像，提高用戶體驗效果。
【專利說明】
一種微型顯示系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及頭戴式可視設備領域，特別涉及一種應用于頭戴式設備的微型顯示系統。
【背景技術】
[0002]現有技術中的頭戴式可視設備(Head Mount Display ,HMD)的光學系統包括顯示器、準直透鏡及反射面。顯示器，如LCD、0LED、LC0S等，根據顯示圖像的不同發出不同的光，通過準直透鏡成像在無窮遠處，然后通過反射面把顯示器發出的光發射進入人的眼睛里。
[0003]但現有技術中的頭戴式可視設備的光學系統在設計時，未充分考慮用戶的體驗，對于近視患者，佩戴上HMD后并不能看清顯示器上的圖像，影響用戶體驗。如果近視患者佩戴上近視眼鏡后再佩戴HMD，將會導致用戶看到的圖像變小，同時還會使用戶極易產生疲憊感，影響用戶體驗。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提供了一種應用于頭戴式設備的微型顯示系統，用于解決現有的頭戴式設備不具有屈光度調節功能，適用范圍窄，近視眼患者體驗效果不佳的問題。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為提供一種微型顯示系統，設置于頭戴式設備上，包括顯不模塊、導光棒、偏振分光棱鏡、I/4波片及屈光鏡；
[0006]所述顯示模塊用于發出偏振光；
[0007]所述導光棒固定連接所述偏振分光棱鏡，用于將所述顯示模塊發出的偏振光傳導至所述偏振分光棱鏡；
[0008]所述偏振分光棱鏡正對人眼，所述1/4波片設置于所述偏振分光棱鏡遠離人眼的一側，所述屈光鏡與所述1/4波片緊貼設置，設置于1/4波片遠離人眼的一側，屈光鏡遠離人眼的一側設置有一反射膜；
[0009]所述偏振分光棱鏡反射所述導光棒傳導的偏振光，經過1/4波片進入屈光鏡調整，反射膜反射調整后的偏振光，調整后的偏振光經過1/4波片、偏振分光棱鏡進入人眼。
[0010]本實用新型一實施例中，微型顯示系統還包括放大鏡，設置于所述屈光鏡遠離人眼的一側，所述屈光鏡不在設置反射膜，將所述反射膜設置于放大鏡遠離人眼的一側。
[0011 ]本實用新型一實施例中，微型顯示系統還包括補償透鏡，設置于所述放大鏡遠離人眼的一側，用于使人眼觀看到的外界圖像不被放大。
[0012]本實用新型一實施例中，所述顯示模塊為LC0S(Liquid Crystal on Silicon,LCS)顯不器、OLED (Organic Light-Emitting D1de，OLED)顯不器及LCD (LiquidCrystalDisplay，IXD)顯示器中的任意一個；
[0013]當顯示模塊為LCOS顯示器時，微型顯示系統還包括光源，光源發出的光照射至LCOS顯示器，使LCOS顯示器發出偏振光；
[0014]當顯示模塊為OLED顯示器時，微型顯示系統還包括1/2波片，所述1/2波片設置于OLED顯示器與所述導光棒之間，用于將OLED顯示器發出的光變為偏振光。
[0015]本實用新型一實施例中，所述導光棒為玻璃方棒或塑料方棒。
[0016]本實用新型一實施例中，所述導光棒的外側壁上設置有增透膜，用于降低進入導光棒的雜光。
[0017]本實用新型一實施例中，所述偏振分光棱鏡與所述導光棒一體成型。
[0018]本實用新型一實施例中，所述頭戴式設備包括智能眼鏡及智能頭盔。
[0019]本實用新型提供的微型顯示系統能夠設置于頭戴式設備上，通過偏振分光棱鏡、1/4波片及屈光鏡的作用，將顯示模塊發出的偏正光進行調節后入射至人眼，使近視人員能夠清楚的看到顯示模塊播放的圖像，提高用戶體驗效果。外界圖像也可通過屈光鏡、1/4波片及偏振分光棱鏡入射至人眼，使近視人員能夠看清顯示模塊播放圖像的同時，還能看清現實中的圖像。另，鑒于1/4波片及屈光鏡設置于遠離人眼的一側，本實用新型提供的微型顯示系統更容易與頭戴式設備進行結合。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，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。
[0021 ]圖1為本實用新型一實施例的微型顯示系統結構圖；
[0022]圖2為本實用新型另一實施例的微型顯示系統結構圖；
[0023]圖3為本實用新型再一實施例的微型顯示系統結構圖；
[0024]圖4為本實用新型又一實施例的微型顯示系統結構圖。
[0025]附圖符號說明:
[0026]101、301、401:顯示模塊；102、302、402:偏振光；
[0027]103:導光棒；104:偏振分光棱鏡；
[0028]105、305、405:屈光鏡；106、306、406:1/4波片；
[0029]107、307、407:人眼；108、408:放大鏡；
[0030]109、409:補償透鏡；110、410:1/2 波片；
[0031]R:反射膜；303、403:棱鏡。
【具體實施方式】
[0032]為了使本實用新型的技術特點及效果更加明顯，下面結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步說明，本實用新型也可有其他不同的具體實例來加以說明或實施，任何本領域技術人員在權利要求范圍內做的等同變換均屬于本實用新型的保護范疇。
[0033]如圖1所示，圖1為本實用新型一實施例的微型顯示系統結構圖，本實施例中，微型顯示系統能夠通過偏振分光棱鏡、1/4波片及屈光鏡的作用，將顯示模塊發出的偏正光進行調節后進入人眼，更加適合近視患者，另，本實施例提供的微型顯示系統更容易與頭戴式設備進行結合。具體的，微型顯不系統包括:顯不模塊101、導光棒103、偏振分光棱鏡104、I/4波片106及屈光鏡105;
[0034]所述顯示模塊101用于發出偏振光102;
[0035]所述導光棒103固定連接所述偏振分光棱鏡104，用于將所述顯示模塊發出的偏振光傳導至所述偏振分光棱鏡；
[0036]所述偏振分光棱鏡104正對人眼，所述1/4波片106設置于所述偏振分光棱鏡遠離人眼的一側，所述屈光鏡105與所述1/4波片106緊貼設置，設置于1/4波片遠離人眼的一側，屈光鏡105遠離人眼的一側設置有一反射膜R;
[0037]所述偏振分光棱鏡104反射所述導光棒傳導的偏振光，經過1/4波片106進入屈光鏡105調整，反射膜R反射調整后的偏振光，調整后的偏振光經過I/4波片106、偏振分光棱鏡104進入人眼107。
[0038]本實用新型提供的微型顯示系統能夠設置于頭戴式設備上，通過偏振分光棱鏡、1/4波片及屈光鏡的作用，將顯示模塊發出的偏正光進行調節后入射至人眼，使近視人員能夠清楚的看到顯示模塊播放的圖像。現實圖像也可通過第一直角棱鏡入射至人眼，使近視人員能夠看清顯示模塊播放圖像的同時，還能看清現實中的圖像。另，鑒于1/4波片及屈光鏡設置于遠離人眼的一側，提供的微型顯示系統更容易與頭戴式設備進行結合。
[0039]詳細的說，微型光學系統的中心光軸與人眼的光軸為同一方向。各光學部件可通過膠粘的方式固定。
[0040]所述屈光鏡用于矯正近視，屈光鏡可根據人眼的近視程度進行設計，反射膜可以為半反半透膜，也可為具有其他反射率的反射膜，可根據需求進行設定，本實用新型對此不做限定。
[0041]本實用新型所述的頭戴式設備包括但不限于智能眼鏡、智能頭盔等，本實用新型對頭戴式設備具體為何不做限定。
[0042]本實用新型所述的導光棒為玻璃方棒或塑料方棒，只要能夠傳導光且為透明的物質均可制作成本實用新型所述的導光棒。
[0043]具體實施時，可在導光棒的側壁周圍設置增透膜，用于降低進入導光棒的雜光，提高顯示模塊播放畫面的品質。
[0044]本實用新型的偏振分光棱鏡包括第一直角棱鏡及第二直角棱鏡，第一直角棱鏡及第二直角棱鏡可以為等腰直角棱鏡，也可以為非等腰直角棱鏡，本實用新型對其具體結構不做限定。第一直角棱鏡或第二直角棱鏡的斜面增度有一層具有反射率的物質，形成反射面，然后通過膠粘的方式將第一直角棱鏡及第二直角棱鏡的斜面固定到一起。
[0045]本實用新型一實施例中，顯示模塊為LCOS顯示器、OLED顯示器及LCD顯示器中的任意一個。
[0046]當顯示模塊為LCOS顯示器時，LCOS顯示器不具有主動發光性，需外界光源才能出發LCOS顯示器播放圖像，因此，微型顯示系統還包括光源，所述LCOS顯示器與所述光源相對設置，所述光源發出的光照射至LCOS顯示器，LCOS顯示器發出偏振光。
[0047]當顯示模塊為OLED顯示器時，OLED顯示器發出的光不具有偏光性，因此，微型顯示系統還包括1/2波片110，如圖2所示，所述1/2波片設置于OLED顯示器與所述導光棒之間，用于將OLED顯示器發出的光變為偏振光。具體實施時，還可選用偏振片代替I/2波片。
[0048]本實用新型其他實施例中，還可選用其他顯示模塊，根據顯示模塊的特性，確定是否增加光源和偏振片。
[0049]復請參閱圖2，應用于頭戴式設備上的微型顯示系統還包括放大鏡108，設置于所述屈光鏡105遠離人眼的一側，所述屈光鏡不在設置反射膜，將所述反射膜R設置于放大鏡遠離人眼的一側，經過放大鏡作用后的偏振光進入人眼后將形成放大的虛像，便于觀察者能夠清楚的看到顯示模塊播放的圖像。
[0050]具體實施時，為了使光學系統結構緊湊，放大鏡108與屈光鏡105集成到一起形成一光學透鏡組。
[0051]進一步的，由于微型光學系統中除了顯示模塊外，全為透明結構，人眼在觀看顯示模塊播放的圖像時還可看到外界事物，加入放大鏡后，會使人眼觀察到的外界實物變大，因此，為了保證人眼觀察到的外界實物不變形，微型光學系統還包括補償透鏡109，固定連接所述放大鏡，補償透鏡的曲率和光學透鏡組(放大鏡及屈光鏡)的曲率相匹配。
[0052]復請參閱圖2，下面以顯示模塊為OLED顯示器為例，說明觀察者如何觀看到OLED顯示器播放的圖像的。光線傳播過程為:
[0053]顯示模塊101發出光線，經過1/2波片110后將OLED出射的光轉換為S偏振光，即光線102是S偏振光，S偏振光經過導光棒103傳導入射到偏振分光棱鏡104的偏振分光面，該偏振分光面反射由導光棒傳導的S偏振光，經過1/4波片106入射至屈光鏡105調整，接著入射至放大鏡108調整，放大鏡的遠離人眼的一側增度了一層具有反射率的反射膜R，對調整后的光線進行反射，沿入射路徑入射至偏振分光棱鏡的偏振分光面，此時，一偏振光經過兩次I / 4波片作用后偏振態由S偏振光變為P偏振光，P偏振光直接穿透偏振分光面，入射到觀察者的眼睛中，從而在人眼中形成放大的清晰的虛像；
[0054]外部圖像的光線經過補償透鏡109作用后，通過放大鏡108、屈光鏡105及1/4波片106的調節進入偏振分光棱鏡104，偏振分光棱鏡104使得部分偏振光通過，入射到觀察者的眼睛中，從而在人眼中形成正常大小的清晰的圖形。
[0055]如圖3，圖4所示，本實用新型在具體實施時，為了減少加工程序，同時使整個微型顯示系統的外觀比較適合系統設計，所述導光棒與偏振分光棱鏡一體成型，形成如圖3、4所示的棱鏡303、403，該棱鏡303、403的斜面上鍍制有鍍膜。
[0056]本實用新型提供的微型顯示系統更容易設置于頭戴式設備上，通過設置導光棒、偏振分光棱鏡、1/4波片、屈光鏡及放大鏡能夠使近視人員看清楚顯示模塊播放的圖像，提高用戶體驗效果;通過設置補償透鏡，能夠使外部圖像進入人眼內不會有被放大的效果。
[0057]以上所述僅用于說明本實用新型技術方案，任何本領域普通技術人員均可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本實用新型的權利保護范圍應視權利要求范圍為準。
【主權項】
1.一種微型顯示系統，其特征在于，設置于頭戴式設備上，包括顯示模塊(101)、導光棒(103)、偏振分光棱鏡(104)、1/4波片(106)及屈光鏡(105); 所述顯示模塊(101)用于發出偏振光； 所述導光棒(103)固定連接所述偏振分光棱鏡(104)，用于將所述顯示模塊發出的偏振光傳導至所述偏振分光棱鏡； 所述偏振分光棱鏡(104)正對人眼(107)，所述1/4波片(106)設置于所述偏振分光棱鏡遠離人眼的一側，所述屈光鏡(105)設置于所述1/4波片(106)遠離人眼的一側，所述屈光鏡遠離人眼的一側設置有一反射膜(R); 所述偏振分光棱鏡(104)反射所述導光棒(1 3)傳導的偏振光，經過1/4波片(106)進入屈光鏡(105)調整，反射膜(R)反射調整后的偏振光，調整后的偏振光經過1/4波片(106)、偏振分光棱鏡(104)進入人眼(107)。2.如權利要求1所述的微型顯示系統，其特征在于，還包括放大鏡(108)，設置于所述屈光鏡(105)遠離人眼的一側，將所述反射膜(R)設置于放大鏡遠離人眼的一側。3.如權利要求2所述的微型顯示系統，其特征在于，還包括補償透鏡(109)，設置于所述放大鏡(108)遠離人眼的一側，用于使人眼觀看到的外界圖像不被放大。4.如權利要求1所述的微型顯示系統，其特征在于，所述顯示模塊(101)為LCOS顯示器、OLED顯不器及IXD顯不器中的任意一個； 當顯示模塊為LCOS顯示器時，微型顯示系統還包括光源； 當顯示模塊為OLED顯示器時，微型顯示系統還包括1/2波片(110)，所述1/2波片設置于OLED顯示器與所述導光棒之間，用于將OLED顯示器發出的光變為偏振光。5.如權利要求1所述的微型顯示系統，其特征在于，所述導光棒(103)為玻璃方棒或塑料方棒。6.如權利要求1所述的微型顯示系統，其特征在于，所述導光棒的外側壁上設置有增透膜，用于降低進入導光棒的雜光。7.如權利要求1所述的微型顯示系統，其特征在于，所述偏振分光棱鏡(104)與所述導光棒(103)—體成型。8.如權利要求1所述的微型顯示系統，其特征在于，所述頭戴式設備包括智能眼鏡及智能頭盔。
【文檔編號】G02B27/01GK205539729SQ201620362615
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】吳斐
【申請人】北京亮亮視野科技有限公司