显示系统及其消色散透镜组合的制作方法

本发明涉及显示，特别是涉及一种显示系统及其消色散透镜组合。

背景技术：

1、薄饼(pancake)光学方案设计以偏振光原理为基础，利用反射偏光片(reflectingpolarizer)对于不同偏振光选择性反射和投射的特性，配合四分之一相位延时片(quarterwaveplate)调整偏振光形态，实现光线在半透半反射镜(half-mirror lens)和反射偏光片之间的来回反射，并最终从反射偏光片透射出去。圆偏振光在通过四分之一相位延时片后变为线偏振光到达反射偏光片并被反射，接着第二次通过四分之一位延时片变回圆偏振光被半透半反镜反射，在圆偏振光第三次通过四分之一相位延时片，再次变为线偏振光，因为本次相比第一次光线旋转90°，得以通过反射偏光片完成成像。

2、pancake方案为组合透镜，通常可通过控制其中一片透镜的位置进行焦距调节。对于近视用户而言，过往佩戴虚拟现实(vr)头戴显示器进行焦距调节更多采用的是更换镜片的方式，试戴过程麻烦且焦距选择较为有限。当光学方案升级到pancake技术时，焦距调节方式有了更多更便利的选择。因为pancake方案一般为多个透镜的组合，可以通过移动其中一个镜片调整整个光学模块的折射率，从而满足调焦需求，这种方式对于传统透镜和菲涅尔(fresnel)透镜就无法实现。然而，因为色散(color dispersion)现象与光的波长有关，所以传统透镜、菲涅尔透镜与pancake透镜组合皆有色散现象。透镜的焦距随光的波长变化，以导致纵向(longitudinal)色散。透镜的放大率与光的波长有关，以导致横向(transverse)色散。所以，透镜的色散现象无法完全消除。

技术实现思路

1、基于此，本发明是在针对上述的困扰，提出一种显示系统及其消色散透镜组合，以解决习知所产生的问题。

2、本发明提供一种显示系统及其消色散透镜组合，以改善横向色差现象。

3、在本发明的一实施例中，一种消色散透镜组合包括第一凹透镜、圆偏振片与放大凸透镜组合。第一凹透镜具有受光面与凹面，受光面与凹面彼此相对，受光面为平面或凸面。圆偏振片设于第一凹透镜的凹面上，圆偏振片呈对应凹面的弯曲状。放大凸透镜组合借助光学胶设于圆偏振片上，第一凹透镜、圆偏振片与放大凸透镜组合皆沿光轴依序设置。

4、在本发明的一实施例中，一种显示系统包括第一凹透镜、圆偏振片、放大凸透镜组合与显示模块。第一凹透镜具有受光面与凹面，受光面与凹面彼此相对，受光面为平面或凸面。圆偏振片设于第一凹透镜的凹面上，圆偏振片呈对应凹面的弯曲状。放大凸透镜组合借助光学胶设于圆偏振片上，其中第一凹透镜、圆偏振片与放大凸透镜组合皆沿光轴依序设置。显示模块的显示面朝向第一凹透镜的受光面。显示模块用以发射非偏振光至第一凹透镜的受光面，显示模块位于第一凹透镜、圆偏振片与放大凸透镜组合的总有效焦距内。

5、在本发明的一实施例中，圆偏振片包括第一线性偏振片与第一四分之一波片，第一线性偏振片与第一四分之一波片依序堆栈于第一凹透镜的凹面上。第一线性偏振片与第一四分之一波片呈对应凹面的弯曲状，放大凸透镜组合借助光学胶设于第一四分之一波片上，第一凹透镜、第一线性偏振片、第一四分之一波片与放大凸透镜组合皆沿光轴依序设置。

6、在本发明的一实施例中，放大凸透镜组合包括第一凸透镜、第二四分之一波片、反射偏振片、第二线偏振片与第二凸透镜。第一凸透镜具有彼此相对的凹面与凸面，第一凸透镜的凸面设有半透半反射镜，第一凸透镜的凸面借助光学胶与半透半反射镜设于第一四分之一波片上。第二四分之一波片、反射偏振片与第二线偏振片依序堆栈于第一凸透镜的凹面上，第二四分之一波片、反射偏振片与第二线偏振片呈对应第一凸透镜的凹面的弯曲状。第二凸透镜具有彼此相对的凹面与凸面，第二凸透镜的凸面借助光学胶设于第二线偏振片上，半透半反射镜、第一凸透镜、第二四分之一波片、反射偏振片、第二线偏振片与第二凸透镜皆沿光轴依序设置。

7、在本发明的一实施例中，第一凹透镜的受光面还设有抗反射层。

8、在本发明的一实施例中，显示模块为硅基液晶显示模块、数字光处理模块或微发光二极管显示模块。

9、在本发明的一实施例中，一种消色散透镜组合包括第一凹透镜、圆偏振片与放大凸透镜组合。第一凹透镜具有受光面与凹面，受光面与凹面彼此相对，受光面为平面或凸面。圆偏振片设于第一凹透镜的受光面上，在受光面为凸面时，圆偏振片呈对应凸面的弯曲状。放大凸透镜组合借助光学胶设于第一凹透镜的凹面上，圆偏振片、第一凹透镜与放大凸透镜组合皆沿光轴依序设置。

10、在本发明的一实施例中，一种显示系统包括第一凹透镜、圆偏振片、放大凸透镜组合与显示模块。第一凹透镜具有受光面与凹面，受光面与凹面彼此相对，受光面为平面或凸面。圆偏振片设于第一凹透镜的受光面上，在受光面为凸面时，圆偏振片呈对应凸面的弯曲状。放大凸透镜组合借助光学胶设于第一凹透镜的凹面上，圆偏振片、第一凹透镜与放大凸透镜组合皆沿光轴依序设置。显示模块的显示面朝向圆偏振片。显示模块位于第一凹透镜、圆偏振片与放大凸透镜组合的总有效焦距内，显示模块用以发射非偏振光至圆偏振片。

11、在本发明的一实施例中，圆偏振片包括第一线性偏振片与第一四分之一波片。第一四分之一波片与第一线性偏振片依序堆栈于第一凹透镜的受光面上。在受光面为凸面时，第一线性偏振片与第一四分之一波片呈对应凸面的弯曲状，第一线性偏振片、第一四分之一波片、第一凹透镜与放大凸透镜组合皆沿光轴依序设置。

12、在本发明的一实施例中，放大凸透镜组合包括第一凸透镜、第二四分之一波片、反射偏振片、第二线偏振片与第二凸透镜。第一凸透镜具有彼此相对的凹面与凸面，第一凸透镜的凸面设有半透半反射镜，第一凸透镜的凸面借助光学胶与半透半反射镜设于第一凹透镜的凹面上。第二四分之一波片、反射偏振片与第二线偏振片依序堆栈于第一凸透镜的凹面上，第二四分之一波片、反射偏振片与第二线偏振片呈对应第一凸透镜的凹面的弯曲状。第二凸透镜具有彼此相对的凹面与凸面。第二凸透镜的凸面借助光学胶设于第二线偏振片上，半透半反射镜、第一凸透镜、第二四分之一波片、反射偏振片、第二线偏振片与第二凸透镜皆沿光轴依序设置。

13、在本发明的一实施例中，第一凹透镜的受光面与圆偏振片之间还设有抗反射层。

14、在本发明的一实施例中，显示模块为硅基液晶显示模块、数字光处理模块或微发光二极管显示模块。

15、基于上述显示系统及其消色散透镜组合结合凹透镜与放大凸透镜组合，且利用凹透镜的凹面的不同位置具有不同曲率与不同放大率，以改善横向色差现象。

技术特征：

1.一种消色散透镜组合，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的消色散透镜组合，其特征在于，所述圆偏振片包括第一线性偏振片与第一四分之一波片，所述第一线性偏振片与所述第一四分之一波片依序堆栈于所述第一凹透镜的所述凹面上；

3.根据权利要求2所述的消色散透镜组合，其特征在于，所述放大凸透镜组合包括：

4.根据权利要求1所述的消色散透镜组合，其特征在于，所述第一凹透镜的所述受光面还设有抗反射层。

5.根据权利要求1所述的消色散透镜组合，其特征在于，所述第一凹透镜的所述受光面朝向显示模块的显示面，所述显示模块位于所述第一凹透镜、所述圆偏振片与所述放大凸透镜组合的总有效焦距内，所述显示模块用以发射非偏振光至所述第一凹透镜的所述受光面。

6.根据权利要求5所述的消色散透镜组合，其特征在于，所述显示模块为硅基液晶显示模块、数字光处理模块或微发光二极管显示模块。

7.一种消色散透镜组合，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的消色散透镜组合，其特征在于，所述圆偏振片包括第一线性偏振片与第一四分之一波片，所述第一四分之一波片与所述第一线性偏振片依序堆栈于所述第一凹透镜的所述受光面上；

9.根据权利要求8所述的消色散透镜组合，其特征在于，所述放大凸透镜组合包括：

10.根据权利要求7所述的消色散透镜组合，其特征在于，所述第一凹透镜的所述受光面与所述圆偏振片之间还设有抗反射层。

11.根据权利要求7所述的消色散透镜组合，其特征在于，所述圆偏振片朝向显示模块的显示面，所述显示模块位于所述圆偏振片、所述第一凹透镜与所述放大凸透镜组合的总有效焦距内，所述显示模块用以发射非偏振光至所述圆偏振片。

12.根据权利要求11所述的消色散透镜组合，其特征在于，所述显示模块为硅基液晶显示模块、数字光处理模块或微发光二极管显示模块。

13.一种显示系统，其特征在于，包括：

14.根据权利要求13所述的显示系统，其特征在于，所述圆偏振片包括第一线性偏振片与第一四分之一波片，所述第一线性偏振片与所述第一四分之一波片依序堆栈于所述第一凹透镜的所述凹面上；

15.根据权利要求14所述的显示系统，其特征在于，所述放大凸透镜组合包括：

16.根据权利要求13所述的显示系统，其特征在于，所述第一凹透镜的所述受光面还设有一抗反射层。

17.根据权利要求13所述的显示系统，其特征在于，所述显示模块为硅基液晶显示模块、数字光处理模块或微发光二极管显示模块。

18.一种显示系统，其特征在于，包括：

19.根据权利要求18所述的显示系统，其特征在于，所述圆偏振片包括第一线性偏振片与第一四分之一波片，所述第一四分之一波片与所述第一线性偏振片依序堆栈于所述第一凹透镜的所述受光面上；

20.根据权利要求19所述的显示系统，其特征在于，所述放大凸透镜组合包括：

21.根据权利要求18所述的显示系统，其特征在于，所述第一凹透镜的所述受光面与所述圆偏振片之间还设有抗反射层。

22.根据权利要求18所述的显示系统，其特征在于，所述显示模块为硅基液晶显示模块、数字光处理模块或微发光二极管显示模块。

技术总结
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示系统及其消色散透镜组合。消色散透镜组合包括第一凹透镜、圆偏振片与放大凸透镜组合。第一凹透镜具有受光面与凹面，受光面与凹面彼此相对，受光面为平面或凸面。圆偏振片设于第一凹透镜的凹面上，圆偏振片呈对应凹面的弯曲状。放大凸透镜组合借助光学胶设于圆偏振片上，第一凹透镜、圆偏振片与放大凸透镜组合皆沿光轴依序设置。在受光面为凸面时，圆偏振片可设于受光面上，以呈对应凸面的弯曲状，使圆偏振片、第一凹透镜与放大凸透镜组合皆沿光轴依序设置。

技术研发人员：黄上育
受保护的技术使用者：业桓科技（成都）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13