一种近眼显示光学系统技术方案

一种近眼显示光学系统,涉及光学工程领域，解决现有AR眼镜视场角小，出瞳直径小，系统笨重的问题，包括显示系统和球面反射镜片；球面反射镜片具有两个面，第一个面为部分反射面，第二个面为透射面；瞳孔前方放置显示系统，显示系统位于球面反射镜的焦面上，显示系统和球面反射镜片的球心均位于瞳孔中心1cm范围之内；显示系统包括粘贴在透明基底上的线阵显示像元，透明基底外缘的基底延伸部、外边框、驱动系统和电子控制系统；驱动系统包括从动齿轮、驱动齿轮、旋转轴承和电机；本发明专利技术能够实现大视场角，大出瞳直径以及高分辨率的同时保持眼镜轻便，制造简单，成本低，易于实现，固定部件，结构稳定，无杂光干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种近眼显示光学系统
本专利技术涉及光学工程领域，具体涉及一种近眼显示光学系统。
技术介绍
近眼显示系统能够给人提供虚拟图像，其中最重要的是增强现实(简称AR)，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术。增强现实眼镜是AR的主要实现方式。其能够给使用者提供大画面和3D效果。有潜力替代现有的显示和计算终端如手机，电脑和电视等，具有非常广泛的应用前景。目前，有多种AR技术，包括离轴折反射结构，自由曲面棱镜，波导眼镜等，由于受到拉格朗日不变量的制约，都很难解决大视场角，大出瞳直径与体积之间的矛盾。离轴折反式结构一般呈头盔状，比较笨重。自由曲面棱镜视场角以及出瞳直径都比较小，而且系统厚重。波导AR虽然能够扩大出瞳直径，但是视场角难以做大，同时能量利用率很低。现有技术都无法解决光学性能与系统体积和质量之间的矛盾。微软公开了一种基于旋转显示的方案(WO2019059991A1)。与其不同的是，此方案中使用了透镜阵列或者透镜作为聚焦光束的器件，透镜或者透镜阵列在旋转显示器与眼瞳之间，不同视场没有对称性。系统依然笨重。...

【技术保护点】
1.一种近眼显示光学系统，其特征是：包括显示系统(1)和球面反射镜片(2)；/n在基准位置瞳孔(3)前方放置显示系统(1)，显示系统(1)前方放置球面反射镜片(2)；/n所述显示系统(1)中的显示像元分布在凸面上，显示系统(1)中的显示像元向球面反射镜片(2)发光，球面反射镜片(2)将光线反射到基准位置瞳孔(3)；利用人眼视觉暂留效应，显示系统(1)通过在运动中发光产生图像，并经过球面反射镜片(2)将图像放大并反射到基准位置瞳孔(3)。/n

【技术特征摘要】
20191205 CN 20191123135121.一种近眼显示光学系统，其特征是：包括显示系统(1)和球面反射镜片(2)；
在基准位置瞳孔(3)前方放置显示系统(1)，显示系统(1)前方放置球面反射镜片(2)；
所述显示系统(1)中的显示像元分布在凸面上，显示系统(1)中的显示像元向球面反射镜片(2)发光，球面反射镜片(2)将光线反射到基准位置瞳孔(3)；利用人眼视觉暂留效应，显示系统(1)通过在运动中发光产生图像，并经过球面反射镜片(2)将图像放大并反射到基准位置瞳孔(3)。


2.根据权利要求1所述的一种近眼显示光学系统，其特征在于：所述显示系统(1)包括使其旋转的驱动电机和控制其显示的电子控制系统，电子控制系统根据显示系统(1)的运动位置，加载相应的图像信息并驱动显示像元发光。


3.根据权利要求1所述的一种近眼显示光学系统，其特征在于：球面反射镜片(2)为球面的一部分，并允许1cm范围内的形变误差；所述球面反射镜片(2)具有两个面：第一个面为部分反射面(2-1)，用于将显示系统(1)上的图像放大并反射到所述基准位置瞳孔(3)；第二个面为透射面(2-2)，用于矫正环境光以适应佩戴者的度数；所述部分反射面和透射面的位置可以互换。


4.根据权利要求1所述的一种近眼显示光学系统，其特征在于：所述显示系统(1)由单个或多个线阵显示像元(1-4)在凸面上任意排布组成。


5.根据权利要求1所述的一种近眼显示光学系统，其特征在于：在所述显示系统(1)靠近人眼的一侧包含透明保护薄层(7)。


6.一种近眼显示光学系统，其特征是：包括显示系统(1)和球面反射镜片(2)；所述球面反射镜片(2)具有两个面，第一个面为部分反射面(2-1)，用于将显示系统(1)上的图像放大并反射到...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建明，
申请(专利权)人：杨建明，
类型：发明
国别省市：上海;31