头戴式显示装置及光学系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种包括第一光学波导元件及第二光学波导元件的光学系统。第一光学波导元件包括第一光入射表面、第一光出射表面、及第一分光镜。从显示器发射的影像光经由第一光入射表面入射至第一光学波导元件。第二光学波导元件包括第二光入射表面、第二光出射表面、及第二分光镜。第二光入射表面面对第一光出射表面。第二光入射表面与第一光出射表面之间具有间隙。此外，还提供一种使用上述光学系统的头戴式显示器，使得头戴式显示装置具有较小的体积、较轻的重量、及较宽的视场。

Head wearing display device and optical system

The invention discloses an optical system comprising a first optical waveguide element and a two optical waveguide element. The first optical waveguide element consists of a first light incident surface, a first light ejection surface, and a first optical splitter. The image light emitted from the display is incident on the first light incident surface to the first optical waveguide element. The second optical waveguide components include second light incident surfaces, second light ejection surfaces, and two optical splitters. The second light incident surface faces the first light ejection surface. There is a gap between the second light incident surface and the first light ejection surface. In addition, a head mounted display using the above optical system is also provided, so that the head mounted display device has smaller volume, lighter weight and wider field of view.

【技术实现步骤摘要】
头戴式显示装置及光学系统
本专利技术涉及一种显示装置及一种光学系统，且具体来说涉及一种头戴式显示装置及一种光学系统。
技术介绍
近眼显示器(near-eyedisplay，NED)及头戴式显示器(head-mounteddisplay，HMD)均是具有巨大发展潜力的下一代极具吸引力的产品。近眼显示器技术的相关应用包括扩增实境(augmentedreality，AR)技术及虚拟实境(virtualreality，VR)技术。就扩增实境技术来说，相关技术中的业者致力于在纤薄体积的前提下提供最优影像品质。在用于实作扩增实境技术的头戴式显示器的传统光学镜头模块中，在显示装置发射影像光之后，所述影像光经由光学镜头模块传递而入射至使用者的眼睛。当影像光束及外部环境光束同时入射至使用者的眼睛时，会实现扩增实境显示效果。然而，头戴式显示器的传统光学镜头模块难免会出现在使用者的眼睛的视角中，且所述传统光学镜头模块还会占用某一体积。因此，头戴式显示器所实际显示的影像的视场(fieldofview，FOV)极大地受限。为了实现更宽的视场，一个光学波导元件内的分光镜阵列是用于实作扩增实境显示效果的近眼显示器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴式显示装置，其特征在于，包括：显示器，用于发射影像光；第一光学波导元件，包括：第一光入射表面，其中所述影像光经由所述第一光入射表面入射至所述第一光学波导元件；第一光出射表面，连接至所述第一光入射表面，其中所述第一光入射表面与所述第一光出射表面之间的角度小于90度；以及第一分光镜，安置于所述第一光学波导元件中；以及第二光学波导元件，安置于所述第一光学波导元件旁边，所述第二光学波导元件包括：第二光入射表面，面对所述第一光出射表面；第二光出射表面，连接至所述第二光入射表面，其中所述第二光入射表面与所述第二光出射表面之间的角度小于90度；以及第二分光镜，安置于所述第二光学波导元件中，其中所述第...

【技术特征摘要】
2016.10.07 US 15/287,7601.一种头戴式显示装置，其特征在于，包括：显示器，用于发射影像光；第一光学波导元件，包括：第一光入射表面，其中所述影像光经由所述第一光入射表面入射至所述第一光学波导元件；第一光出射表面，连接至所述第一光入射表面，其中所述第一光入射表面与所述第一光出射表面之间的角度小于90度；以及第一分光镜，安置于所述第一光学波导元件中；以及第二光学波导元件，安置于所述第一光学波导元件旁边，所述第二光学波导元件包括：第二光入射表面，面对所述第一光出射表面；第二光出射表面，连接至所述第二光入射表面，其中所述第二光入射表面与所述第二光出射表面之间的角度小于90度；以及第二分光镜，安置于所述第二光学波导元件中，其中所述第二光入射表面与所述第一光出射表面之间具有间隙。2.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，入射至所述第一光学波导元件的所述影像光在所述第一分光镜上反射，以经由所述第一光出射表面离开所述第一光学波导元件，且离开所述第一光学波导元件的所述影像光，经由所述第二光入射表面入射至所述第二光学波导元件，其中所述影像光在所述第二分光镜上反射，以经由所述第二光出射表面离开所述第二光学波导元件。3.根据权利要求2所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述影像光藉由全反射以传递于所述第一光学波导元件及所述第二光学波导元件中。4.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，离开所述第二光学波导元件的所述影像光入射至光瞳，其中在入射至所述第一光学波导元件之前，所述影像光在第一方向上具有第一入射光瞳张角且在第二方向上具有第二入射光瞳张角，离开所述第二光学波导元件并入射至所述光瞳的所述影像光，在第三方向上，具有第一光会聚角度且在第四方向上具有第二光会聚角度，其中所述第一方向垂直于所述第二方向，所述第三方向垂直于所述第四方向，所述第一入射光瞳张角等于所述第一光会聚角度，且所述第二入射光瞳张角等于所述第二光会聚角度。5.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第一光学波导元件还包括连接至所述第一光入射表面的第一侧表面，且所述第一侧表面平行于所述第一光出射表面，所述第二光学波导元件还包括连接至所述第二光入射表面的第二侧表面，且所述第二侧表面平行于所述第二光出射表面，其中所述第一分光镜安置于所述第一侧表面与所述第一光出射表面之间且所述第二分光镜安置于所述第二侧表面与所述第二光出射表面之间。6.根据权利要求5所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第一分光镜不平行于所述第一侧表面且不平行于所述第一光入射表面，且所述第二分光镜不平行于所述第二侧表面且不平行于所述第二光入射表面。7.根据权利要求5所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述影像光藉由全反射以传递于所述第一侧表面与所述第一光出射表面之间，且所述影像光藉由全反射以传递于所述第二侧表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：施智维，李义圣，魏仲廷，郑权得，
申请(专利权)人：中强光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71