一种微型显示系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种微型显示系统，设置于头戴式设备上，包括显示模块、导光棒、偏振分光棱镜、1/4波片及屈光镜；显示模块用于发出偏振光；导光棒固定连接偏振分光棱镜，用于将显示模块发出的偏振光传导至偏振分光棱镜；偏振分光棱镜正对人眼，1/4波片设置于偏振分光棱镜远离人眼的一侧，屈光镜设置于1/4波片远离人眼的一侧，屈光镜远离人眼的一侧设置有一反射膜；偏振分光棱镜反射导光棒传导的偏振光，经过1/4波片进入屈光镜调整，反射膜反射调整后的偏振光，调整后的偏振光经过1/4波片、偏振分光棱镜进入人眼。本实用新型能够微型显示系统更容易与头戴式设备结合，能够使近视人员看清显示模块播放的图像，提高用户体验效果。
【专利说明】
一种微型显示系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及头戴式可视设备领域，特别涉及一种应用于头戴式设备的微型显示系统。
【背景技术】
[0002]现有技术中的头戴式可视设备(Head Mount Display ,HMD)的光学系统包括显示器、准直透镜及反射面。显示器，如LCD、0LED、LC0S等，根据显示图像的不同发出不同的光，通过准直透镜成像在无穷远处，然后通过反射面把显示器发出的光发射进入人的眼睛里。
[0003]但现有技术中的头戴式可视设备的光学系统在设计时，未充分考虑用户的体验，对于近视患者，佩戴上HMD后并不能看清显示器上的图像，影响用户体验。如果近视患者佩戴上近视眼镜后再佩戴HMD，将会导致用户看到的图像变小，同时还会使用户极易产生疲惫感，影响用户体验。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供了一种应用于头戴式设备的微型显示系统，用于解决现有的头戴式设备不具有屈光度调节功能，适用范围窄，近视眼患者体验效果不佳的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为提供一种微型显示系统，设置于头戴式设备上，包括显不模块、导光棒、偏振分光棱镜、I/4波片及屈光镜；
[0006]所述显示模块用于发出偏振光；
[0007]所述导光棒固定连接所述偏振分光棱镜，用于将所述显示模块发出的偏振光传导至所述偏振分光棱镜；
[0008]所述偏振分光棱镜正对人眼，所述1/4波片设置于所述偏振分光棱镜远离人眼的一侧，所述屈光镜与所述1/4波片紧贴设置，设置于1/4波片远离人眼的一侧，屈光镜远离人眼的一侧设置有一反射膜；
[0009]所述偏振分光棱镜反射所述导光棒传导的偏振光，经过1/4波片进入屈光镜调整，反射膜反射调整后的偏振光，调整后的偏振光经过1/4波片、偏振分光棱镜进入人眼。
[0010]本实用新型一实施例中，微型显示系统还包括放大镜，设置于所述屈光镜远离人眼的一侧，所述屈光镜不在设置反射膜，将所述反射膜设置于放大镜远离人眼的一侧。
[0011 ]本实用新型一实施例中，微型显示系统还包括补偿透镜，设置于所述放大镜远离人眼的一侧，用于使人眼观看到的外界图像不被放大。
[0012]本实用新型一实施例中，所述显示模块为LC0S(Liquid Crystal on Silicon,LCS)显不器、OLED (Organic Light-Emitting D1de，OLED)显不器及LCD (LiquidCrystalDisplay，IXD)显示器中的任意一个；
[0013]当显示模块为LCOS显示器时，微型显示系统还包括光源，光源发出的光照射至LCOS显示器，使LCOS显示器发出偏振光；
[0014]当显示模块为OLED显示器时，微型显示系统还包括1/2波片，所述1/2波片设置于OLED显示器与所述导光棒之间，用于将OLED显示器发出的光变为偏振光。
[0015]本实用新型一实施例中，所述导光棒为玻璃方棒或塑料方棒。
[0016]本实用新型一实施例中，所述导光棒的外侧壁上设置有增透膜，用于降低进入导光棒的杂光。
[0017]本实用新型一实施例中，所述偏振分光棱镜与所述导光棒一体成型。
[0018]本实用新型一实施例中，所述头戴式设备包括智能眼镜及智能头盔。
[0019]本实用新型提供的微型显示系统能够设置于头戴式设备上，通过偏振分光棱镜、1/4波片及屈光镜的作用，将显示模块发出的偏正光进行调节后入射至人眼，使近视人员能够清楚的看到显示模块播放的图像，提高用户体验效果。外界图像也可通过屈光镜、1/4波片及偏振分光棱镜入射至人眼，使近视人员能够看清显示模块播放图像的同时，还能看清现实中的图像。另，鉴于1/4波片及屈光镜设置于远离人眼的一侧，本实用新型提供的微型显示系统更容易与头戴式设备进行结合。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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。
[0021 ]图1为本实用新型一实施例的微型显示系统结构图；
[0022]图2为本实用新型另一实施例的微型显示系统结构图；
[0023]图3为本实用新型再一实施例的微型显示系统结构图；
[0024]图4为本实用新型又一实施例的微型显示系统结构图。
[0025]附图符号说明:
[0026]101、301、401:显示模块；102、302、402:偏振光；
[0027]103:导光棒；104:偏振分光棱镜；
[0028]105、305、405:屈光镜；106、306、406:1/4波片；
[0029]107、307、407:人眼；108、408:放大镜；
[0030]109、409:补偿透镜；110、410:1/2 波片；
[0031]R:反射膜；303、403:棱镜。
【具体实施方式】
[0032]为了使本实用新型的技术特点及效果更加明显，下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明，本实用新型也可有其他不同的具体实例来加以说明或实施，任何本领域技术人员在权利要求范围内做的等同变换均属于本实用新型的保护范畴。
[0033]如图1所示，图1为本实用新型一实施例的微型显示系统结构图，本实施例中，微型显示系统能够通过偏振分光棱镜、1/4波片及屈光镜的作用，将显示模块发出的偏正光进行调节后进入人眼，更加适合近视患者，另，本实施例提供的微型显示系统更容易与头戴式设备进行结合。具体的，微型显不系统包括:显不模块101、导光棒103、偏振分光棱镜104、I/4波片106及屈光镜105;
[0034]所述显示模块101用于发出偏振光102;
[0035]所述导光棒103固定连接所述偏振分光棱镜104，用于将所述显示模块发出的偏振光传导至所述偏振分光棱镜；
[0036]所述偏振分光棱镜104正对人眼，所述1/4波片106设置于所述偏振分光棱镜远离人眼的一侧，所述屈光镜105与所述1/4波片106紧贴设置，设置于1/4波片远离人眼的一侧，屈光镜105远离人眼的一侧设置有一反射膜R;
[0037]所述偏振分光棱镜104反射所述导光棒传导的偏振光，经过1/4波片106进入屈光镜105调整，反射膜R反射调整后的偏振光，调整后的偏振光经过I/4波片106、偏振分光棱镜104进入人眼107。
[0038]本实用新型提供的微型显示系统能够设置于头戴式设备上，通过偏振分光棱镜、1/4波片及屈光镜的作用，将显示模块发出的偏正光进行调节后入射至人眼，使近视人员能够清楚的看到显示模块播放的图像。现实图像也可通过第一直角棱镜入射至人眼，使近视人员能够看清显示模块播放图像的同时，还能看清现实中的图像。另，鉴于1/4波片及屈光镜设置于远离人眼的一侧，提供的微型显示系统更容易与头戴式设备进行结合。
[0039]详细的说，微型光学系统的中心光轴与人眼的光轴为同一方向。各光学部件可通过胶粘的方式固定。
[0040]所述屈光镜用于矫正近视，屈光镜可根据人眼的近视程度进行设计，反射膜可以为半反半透膜，也可为具有其他反射率的反射膜，可根据需求进行设定，本实用新型对此不做限定。
[0041]本实用新型所述的头戴式设备包括但不限于智能眼镜、智能头盔等，本实用新型对头戴式设备具体为何不做限定。
[0042]本实用新型所述的导光棒为玻璃方棒或塑料方棒，只要能够传导光且为透明的物质均可制作成本实用新型所述的导光棒。
[0043]具体实施时，可在导光棒的侧壁周围设置增透膜，用于降低进入导光棒的杂光，提高显示模块播放画面的品质。
[0044]本实用新型的偏振分光棱镜包括第一直角棱镜及第二直角棱镜，第一直角棱镜及第二直角棱镜可以为等腰直角棱镜，也可以为非等腰直角棱镜，本实用新型对其具体结构不做限定。第一直角棱镜或第二直角棱镜的斜面增度有一层具有反射率的物质，形成反射面，然后通过胶粘的方式将第一直角棱镜及第二直角棱镜的斜面固定到一起。
[0045]本实用新型一实施例中，显示模块为LCOS显示器、OLED显示器及LCD显示器中的任意一个。
[0046]当显示模块为LCOS显示器时，LCOS显示器不具有主动发光性，需外界光源才能出发LCOS显示器播放图像，因此，微型显示系统还包括光源，所述LCOS显示器与所述光源相对设置，所述光源发出的光照射至LCOS显示器，LCOS显示器发出偏振光。
[0047]当显示模块为OLED显示器时，OLED显示器发出的光不具有偏光性，因此，微型显示系统还包括1/2波片110，如图2所示，所述1/2波片设置于OLED显示器与所述导光棒之间，用于将OLED显示器发出的光变为偏振光。具体实施时，还可选用偏振片代替I/2波片。
[0048]本实用新型其他实施例中，还可选用其他显示模块，根据显示模块的特性，确定是否增加光源和偏振片。
[0049]复请参阅图2，应用于头戴式设备上的微型显示系统还包括放大镜108，设置于所述屈光镜105远离人眼的一侧，所述屈光镜不在设置反射膜，将所述反射膜R设置于放大镜远离人眼的一侧，经过放大镜作用后的偏振光进入人眼后将形成放大的虚像，便于观察者能够清楚的看到显示模块播放的图像。
[0050]具体实施时，为了使光学系统结构紧凑，放大镜108与屈光镜105集成到一起形成一光学透镜组。
[0051]进一步的，由于微型光学系统中除了显示模块外，全为透明结构，人眼在观看显示模块播放的图像时还可看到外界事物，加入放大镜后，会使人眼观察到的外界实物变大，因此，为了保证人眼观察到的外界实物不变形，微型光学系统还包括补偿透镜109，固定连接所述放大镜，补偿透镜的曲率和光学透镜组(放大镜及屈光镜)的曲率相匹配。
[0052]复请参阅图2，下面以显示模块为OLED显示器为例，说明观察者如何观看到OLED显示器播放的图像的。光线传播过程为:
[0053]显示模块101发出光线，经过1/2波片110后将OLED出射的光转换为S偏振光，即光线102是S偏振光，S偏振光经过导光棒103传导入射到偏振分光棱镜104的偏振分光面，该偏振分光面反射由导光棒传导的S偏振光，经过1/4波片106入射至屈光镜105调整，接着入射至放大镜108调整，放大镜的远离人眼的一侧增度了一层具有反射率的反射膜R，对调整后的光线进行反射，沿入射路径入射至偏振分光棱镜的偏振分光面，此时，一偏振光经过两次I / 4波片作用后偏振态由S偏振光变为P偏振光，P偏振光直接穿透偏振分光面，入射到观察者的眼睛中，从而在人眼中形成放大的清晰的虚像；
[0054]外部图像的光线经过补偿透镜109作用后，通过放大镜108、屈光镜105及1/4波片106的调节进入偏振分光棱镜104，偏振分光棱镜104使得部分偏振光通过，入射到观察者的眼睛中，从而在人眼中形成正常大小的清晰的图形。
[0055]如图3，图4所示，本实用新型在具体实施时，为了减少加工程序，同时使整个微型显示系统的外观比较适合系统设计，所述导光棒与偏振分光棱镜一体成型，形成如图3、4所示的棱镜303、403，该棱镜303、403的斜面上镀制有镀膜。
[0056]本实用新型提供的微型显示系统更容易设置于头戴式设备上，通过设置导光棒、偏振分光棱镜、1/4波片、屈光镜及放大镜能够使近视人员看清楚显示模块播放的图像，提高用户体验效果;通过设置补偿透镜，能够使外部图像进入人眼内不会有被放大的效果。
[0057]以上所述仅用于说明本实用新型技术方案，任何本领域普通技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本实用新型的权利保护范围应视权利要求范围为准。
【主权项】
1.一种微型显示系统，其特征在于，设置于头戴式设备上，包括显示模块(101)、导光棒(103)、偏振分光棱镜(104)、1/4波片(106)及屈光镜(105); 所述显示模块(101)用于发出偏振光； 所述导光棒(103)固定连接所述偏振分光棱镜(104)，用于将所述显示模块发出的偏振光传导至所述偏振分光棱镜； 所述偏振分光棱镜(104)正对人眼(107)，所述1/4波片(106)设置于所述偏振分光棱镜远离人眼的一侧，所述屈光镜(105)设置于所述1/4波片(106)远离人眼的一侧，所述屈光镜远离人眼的一侧设置有一反射膜(R); 所述偏振分光棱镜(104)反射所述导光棒(1 3)传导的偏振光，经过1/4波片(106)进入屈光镜(105)调整，反射膜(R)反射调整后的偏振光，调整后的偏振光经过1/4波片(106)、偏振分光棱镜(104)进入人眼(107)。2.如权利要求1所述的微型显示系统，其特征在于，还包括放大镜(108)，设置于所述屈光镜(105)远离人眼的一侧，将所述反射膜(R)设置于放大镜远离人眼的一侧。3.如权利要求2所述的微型显示系统，其特征在于，还包括补偿透镜(109)，设置于所述放大镜(108)远离人眼的一侧，用于使人眼观看到的外界图像不被放大。4.如权利要求1所述的微型显示系统，其特征在于，所述显示模块(101)为LCOS显示器、OLED显不器及IXD显不器中的任意一个； 当显示模块为LCOS显示器时，微型显示系统还包括光源； 当显示模块为OLED显示器时，微型显示系统还包括1/2波片(110)，所述1/2波片设置于OLED显示器与所述导光棒之间，用于将OLED显示器发出的光变为偏振光。5.如权利要求1所述的微型显示系统，其特征在于，所述导光棒(103)为玻璃方棒或塑料方棒。6.如权利要求1所述的微型显示系统，其特征在于，所述导光棒的外侧壁上设置有增透膜，用于降低进入导光棒的杂光。7.如权利要求1所述的微型显示系统，其特征在于，所述偏振分光棱镜(104)与所述导光棒(103)—体成型。8.如权利要求1所述的微型显示系统，其特征在于，所述头戴式设备包括智能眼镜及智能头盔。
【文档编号】G02B27/01GK205539729SQ201620362615
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】吴斐
【申请人】北京亮亮视野科技有限公司