一种近眼显示光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种近眼显示光学系统，包括微型图像显示器、与微型图像显示器平行设置的透镜、以及呈倾斜状态固定设置在微型图像显示器与透镜之间的半透半反平面镜；微型图像显示器的显示屏幕与透镜的顶面相对设置，且透镜的底面设有反射膜；半透半反平面镜的顶面与微型图像显示器的显示屏幕之间呈锐角角度设置，且半透半反平面镜的顶面用于接收外部光；在微型图像显示器播放画面时，播放画面的光经半透半反平面镜部分透射至透镜，并经由透镜的底面反射至半透半反平面镜的底面。本实用新型专利技术结构简单且实用性强，通过结构的设置有效提高了近眼显示设备的视场角度及观看像质，进而提高了应用该光学系统的近眼显示设备的适用性及可靠性。

An optical system for near eye display

The utility model discloses a near eye display optical system, including micro image display, image display and micro lens, arranged in parallel and a state fixed between the display and the micro lens tilt image transflective mirror; micro image display on the top screen and lens and lens relative settings the bottom surface of a reflective film is provided; an acute angle are arranged between the display screen transflective mirror on the top surface and micro image display, and transflective mirror top surface for receiving an external light; in the micro image display screen, screen light transflective mirror part transmission to the lens, and the lens on the bottom surface of the reflective transflective mirror to the bottom. The utility model has the advantages of simple structure and strong practicability, the structure can effectively improve the near eye display device and viewing field of view image quality, thus improving the applicability and reliability of the equipment using the optical system near eye display.

【技术实现步骤摘要】
一种近眼显示光学系统
本技术涉及虚拟现实
，具体涉及一种近眼显示光学系统。
技术介绍
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。而作为实现虚拟现实技术的基础设备之一的头盔显示设备也随着虚拟现实技术的发展，得到了各界的关注。目前的头盔显示设备中，能够增强现实技术将虚拟世界的信息和现实世界的信息叠加在一起，但因结构设置的限制存在视场角无法满足用户需求、清晰度不足等缺陷，同时，因其结构的复杂性，也限制了设备的使用人群及范围，不利于虚拟现实技术的普及。因此，如何设计一种能够解决上述问题的虚拟现实显示结构，是亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术提供一种近眼显示光学系统，结构简单且实用性强，通过结构的设置有效提高了近眼显示设备的视场角度及观看像质，进而提高了应用该光学系统的近眼显示设备的适用性及可靠性。为解决上述技术问题，本技术提供以下技术方案：一方面，本技术提供了一种近眼显示光学系统，所述系统包括微型图像显示器、与所述微型图像显示器平行设置的透镜、以及呈倾斜状态固定设置在所述微型图像显示器与透镜之间的半透半反平面镜；所述微型图像显示器的显示屏幕与所述透镜的顶面相对设置，且所述透镜的底面设有反射膜；所述半透半反平面镜的顶面与所述微型图像显示器的显示屏幕之间呈锐角角度设置，且所述半透半反平面镜的顶面用于接收外部光，使得所述外部光部分穿过所述半透半反平面镜的底面；在所述微型图像显示器播放画面时，播放画面的光经所述半透半反平面镜部分透射至所述透镜，并经由所述透镜的底面反射至所述半透半反平面镜的底面，使得所述播放画面的光及外部光均通过所述半透半反平面镜的底面发出。进一步的，所述半透半反平面镜的顶面与所述微型图像显示器的显示屏幕之间的锐角角度为45°。进一步的，所述系统还包括：成像透镜；所述成像透镜固定设置在微型图像显示器与半透半反平面镜之间，且所述成像透镜与所述微型图像显示器的显示屏幕平行设置，使得播放画面的光经所述成像透镜放大后射入所述半透半反平面镜。进一步的，所述成像透镜为单透镜或透镜组。进一步的，所述系统还包括：折射率高于空气且低于透镜的介质桶；所述介质桶与所述透镜同轴设置，且所述介质桶围设在所述半透半反平面镜的外部。进一步的，靠近所述微型图像显示器的所述介质桶的顶面与所述微型图像显示器的显示屏幕相对设置。进一步的，所述微型图像显示器的显示屏幕与所述透镜的顶面之间的距离大于或等于22mm。进一步的，所述透镜为单透镜。进一步的，所述透镜为双胶合透镜或三胶合透镜。进一步的，所述半透半反平面镜的光透射率与光反射率均为50％。由上述技术方案可知，本技术所述的一种近眼显示光学系统，包括微型图像显示器、与微型图像显示器平行设置的透镜、以及呈倾斜状态固定设置在微型图像显示器与透镜之间的半透半反平面镜；微型图像显示器的显示屏幕与透镜的顶面相对设置，且透镜的底面设有反射膜；半透半反平面镜的顶面与微型图像显示器的显示屏幕之间呈锐角角度设置，且半透半反平面镜的顶面用于接收外部光；在微型图像显示器播放画面时，播放画面的光经半透半反平面镜部分透射至透镜，并经由透镜的底面反射至半透半反平面镜的底面；本技术结构简单且实用性强，通过结构的设置有效提高了近眼显示设备的视场角度及观看像质，进而提高了应用该光学系统的近眼显示设备的适用性及可靠性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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。图1是本技术实施例一的一种近眼显示光学系统的第一种具体实施方式的结构示意图；图2是本技术实施例二的一种近眼显示光学系统的第二种具体实施方式的结构示意图；图3是本技术实施例三的一种近眼显示光学系统的第三种具体实施方式的结构示意图；图4是本技术应用实例中近眼显示光学显示系统的结构示意图；图5是本技术应用实例中光学系统参数标识示意图；图6是本技术应用实例中基于分离透镜的光学系统的结构示意图；图7是本技术应用实例中基于一体式透镜的光学系统的结构示意图；图8是本技术应用实例中光学系统周围视场分析用像素点示意图；其中，10-微型图像显示器；20-半透半反平面镜；30-透镜；31-反射膜；40-成像透镜；50-介质桶。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的实施例一提供了一种近眼显示光学系统的第一种具体实施方式，参见图1，该系统具体包括如下内容：微型图像显示器10、与所述微型图像显示器10平行设置的透镜30、以及呈倾斜状态固定设置在所述微型图像显示器10与透镜30之间的半透半反平面镜20。在所述微型图像显示器10中，所述微型图像显示器10的显示屏幕与所述透镜30的顶面相对设置，所述微型图像显示器10的显示屏幕与所述透镜30的顶面之间的距离大于或等于22mm，且所述透镜30的底面设有反射膜31；其中，所述微型图像显示器10选用尺寸小且高分辨率的显示屏幕，有助于减小光学模组的体积和重量，且所述微型图像显示器10的显示屏幕可以为LCD显示屏，所述微型图像显示器10与所述透镜30之间的距离即为本光学系统的焦距。在所述半透半反平面镜20中，所述半透半反平面镜20的顶面与所述微型图像显示器10的显示屏幕之间呈锐角角度设置，最佳的锐角角度为45°，且所述半透半反平面镜的顶面用于接收外部光，使得所述外部光部分穿过所述半透半反平面镜的底面，在人使用设有本光学系统的设备时，能够在所述半透半反平面镜20的底面的一侧看见投射过来的部分外部光，其中，所述半透半反平面镜20的光透射率与光反射率均为50％，所述外部光可以为人工的室内灯光，也可以为自然光。在所述透镜30中，所述透镜30可以为单透镜，所述透镜30也可以为双胶合透镜或三胶合透镜，在透镜30中，透镜的面型可以为曲面、平面或根据实际应用需要而设置的其他形状的面型。在上述描述中，在所述微型图像显示器10播放画面时，播放画面的光经所述半透半反平面镜20部分透射至所述透镜30，并经由所述透镜30的底面反射至所述半透半反平面镜20的底面，使得所述播放画面的光及外部光均通过所述半透半反平面镜的底面发出，人在使用设有本光学系统的设备时，能够在所述半透半反平面镜的底面的一侧同时看见投射过来的部分外部光及所述微型图像显示器10的播放画面，实现了虚拟世界信息和现实世界信息的叠加。从上述描述可知，本技术的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近眼显示光学系统，其特征在于，所述系统包括微型图像显示器、与所述微型图像显示器平行设置的透镜、以及呈倾斜状态固定设置在所述微型图像显示器与透镜之间的半透半反平面镜；所述微型图像显示器的显示屏幕与所述透镜的顶面相对设置，且所述透镜的底面设有反射膜；所述半透半反平面镜的顶面与所述微型图像显示器的显示屏幕之间呈锐角角度设置，且所述半透半反平面镜的顶面用于接收外部光，使得所述外部光部分穿过所述半透半反平面镜的底面；在所述微型图像显示器播放画面时，播放画面的光经所述半透半反平面镜部分透射至所述透镜，并经由所述透镜的底面反射至所述半透半反平面镜的底面，使得所述播放画面的光及外部光均通过所述半透半反平面镜的底面发出。

【技术特征摘要】
1.一种近眼显示光学系统，其特征在于，所述系统包括微型图像显示器、与所述微型图像显示器平行设置的透镜、以及呈倾斜状态固定设置在所述微型图像显示器与透镜之间的半透半反平面镜；所述微型图像显示器的显示屏幕与所述透镜的顶面相对设置，且所述透镜的底面设有反射膜；所述半透半反平面镜的顶面与所述微型图像显示器的显示屏幕之间呈锐角角度设置，且所述半透半反平面镜的顶面用于接收外部光，使得所述外部光部分穿过所述半透半反平面镜的底面；在所述微型图像显示器播放画面时，播放画面的光经所述半透半反平面镜部分透射至所述透镜，并经由所述透镜的底面反射至所述半透半反平面镜的底面，使得所述播放画面的光及外部光均通过所述半透半反平面镜的底面发出。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述半透半反平面镜的顶面与所述微型图像显示器的显示屏幕之间的锐角角度为45°。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：成像透镜；所述成像透镜固定设置在微型图像显示器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志东，高鑫，王能文，张杰，
申请(专利权)人：北京铅笔视界科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11