镜头、投影光机以及近眼显示系统技术方案

本申请实施例提供一种镜头、投影光机以及近眼显示系统，镜头可应用于投影光机中，投影光机可应用于近眼显示系统中，镜头包括沿光轴方向依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜用于会聚显示器所发射出的有效光信号以形成第一透射光信号，所述第二透镜用于会聚所述第一透射光信号以形成第二透射光信号，所述第三透镜用于分散所述第二透射光信号以形成第三透射光信号，所述第四透镜用于会聚所述第三透射光信号以形成第四透射光信号，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为塑料透镜。本申请实施例的镜头可以显示器所发射的有效光信号进行调制以减小像差。进行调制以减小像差。进行调制以减小像差。

【技术实现步骤摘要】
镜头、投影光机以及近眼显示系统


[0001]本申请涉及显示投影
，特别涉及一种镜头、投影光机以及近眼显示系统。

技术介绍

[0002]随着增强现实技术的不断发展，诸如智能眼镜或智能面罩等头戴式增强现实设备被用户广泛接受和应用。
[0003]增强现实设备通常可以包括投影机和摄像头，投影机可以生成虚拟图像，虚拟图像的光线和现实环境的光线可以同时射入佩戴增强现实设备的用户瞳孔内，使得佩戴增强现实设备的用户不仅能够看到现实的事物，还能够看到虚拟的图像。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种镜头、投影光机以及近眼显示系统投影光机以及增强现实的显示装置，镜头可以应用于投影光机中，以对投影光机所发射的有效光信号进行调制。
[0005]本申请实施例提供一种镜头，包括沿光轴方向依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜用于会聚显示器所发射出的有效光信号以形成第一透射光信号，所述第二透镜用于会聚所述第一透射光信号以形成第二透射光信号，所述第三透镜用于分散所述第二透射光信号以形成第三透射光信号，所述第四透镜用于会聚所述第三透射光信号以形成第四透射光信号，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为塑料透镜。
[0006]本申请实施例提供一种投影光机，包括镜头和显示器，所述镜头为如上申请实施例所述的镜头，所述显示器用于发射有效光信号，所述显示器设置在所述镜头的一侧且与所述第一透镜相邻以使得所述有效光信号可射入所述第一透镜。
[0007]本申请实施例一种近眼显示系统，包括：
[0008]显示器，所述显示器的像素点发射具有不同发射角度的有效光信号，所述有效光信号包括图像信息；
[0009]镜头，设置在所述显示器的一侧，用于接收所述有效光信号并对所述有效光信号进行调制，以使一个所述像素点产生的有效光信号经过所述镜头之后形成不同出射角度的平行光束；
[0010]波导元件，设置在所述镜头远离所述显示器的一侧，所述波导元件用于接收所述平行光束，并将所述平行光束转换为虚拟图像。
[0011]本申请实施例的镜头包括沿光轴方向依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，显示器所发射的有效光信号依次经过四个透镜，四个透镜可对有效光信号进行调制以减少像差。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
[0013]图1为本申请实施例提供的投影光机的第一种结构意图。
[0014]图2为图1所示投影光机中镜头的调制传递函数图。
[0015]图3为图1所示投影光机中镜头的场曲图。
[0016]图4为图1所示投影光机中镜头的畸变曲线图。
[0017]图5为图1所示投影光机中镜头的离焦曲线图。
[0018]图6为本申请实施例提供的增强现实的显示装置的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0020]本申请实施例提供一种投影光机，该投影光机用于生成虚拟图像。如图1所示，图1为本申请实施例提供的投影光机的第一种结构意图。投影光机200包括显示器220和镜头240，显示器220可以发射有效光信号，有效光信号可以透射过镜头240，镜头240可以对虚拟图像进行矫正，以校正各种像差，提高虚拟图像的成像质量或清晰度。镜头240可以包括沿光轴方向(或者说生成虚拟图像的光线传输方向)从像源侧至成像侧依次排列的第一透镜241、第二透镜242、第三透镜243和第四透镜244，第一透镜241与显示器220相邻设置。可以理解的是，第一透镜241、第二透镜242、第三透镜243和第四透镜244从像源侧至成像侧依次排列。
[0021]其中，第一透镜241可以接收显示器220所发射的有效光信号并会聚有效光信号以形成第一透射光信号，第二透镜242可以接收并会聚第一透射光信号第一透射光信号以形成第二透射光信号，第三透镜243可以接收并分散第二透射光信号以形成第三透射光信号，第四透镜244可以接收并会聚第三透射光信号以形成第四透射光信号。例如，第一透镜241可以为正光焦度透镜，对有效光信号有会聚作用，有效光信号经过第一透镜241后可形成第一透射光信号；第二透镜242可以为正光焦度透镜，对第一透射光信号具有会聚作用，第一透射光信号经过第二透镜242后可形成第二透射光信号；第三透镜243为负光焦度透镜，对第二透射光信号具有发散作用，第二透射光信号经过第三透镜243后可形成第三透射光信号；第四透镜244为正光焦度透镜，对第三透射光信号有会聚作用，第三透射光信号经过第四透镜244后可形成第四透射光信号。
[0022]本申请实施例的显示器所发射的有效光信号可以依次经过第一透镜241、第二透镜242、第三透镜243和第四透镜244，四个透镜可以对有效光信号进行优化以校正像差，进而提高投影光机200所投射的虚拟图像的成像效果。
[0023]本申请实施例中的显示器220可以为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示器或微型液晶显示屏(liquid crystal display，LCD)，在工作功率条件下Micro-OLED的亮度小于5000尼特(nits)，LCD的亮度小于15000尼特。尼特(nits)是衡量
亮度的计量单位，亮度是人对光的强度的感受，可以用来表示画面的明亮程度。本申请实施例中的显示器220还可以是微型发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro-LED)显示器，比如可以为绿光Micro-LED，也可以是其他单色Micro-LED或白光复色Micro-LED。相比于Micro-OLED和LCD，Micro-LED的亮度可达2000000尼特，远远高于Micro-OLED和LCD。此外，由于Micro-LED是自发光光源，搭配Micro-LED的投影系统具有更好的对比度及更好的显示延迟。
[0024]显示器220的有效发光区域对角线尺寸为0.11英寸-0.15英寸，有效发光区域长宽比为4:3。在其他一些实施例中，或显示器220的有效发光区域对角线尺寸为0.17英寸-0.21英寸，有效发光区域长宽比为16:9。其中，显示器220的有效发光表面外设置有玻璃盖板，玻璃盖板可以以独立形式存在或集成封装在显示器220的形式存在。玻璃盖板厚度范围为0.3mm-0.8mm。
[0025]本申请实施例的四个透镜均采用塑料材质制成，相比于玻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镜头，其特征在于，包括沿光轴方向依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜用于会聚显示器所发射出的有效光信号以形成第一透射光信号，所述第二透镜用于会聚所述第一透射光信号以形成第二透射光信号，所述第三透镜用于分散所述第二透射光信号以形成第三透射光信号，所述第四透镜用于会聚所述第三透射光信号以形成第四透射光信号，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为塑料透镜。2.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜为正光焦度透镜，所述第二透镜为正光焦度透镜，所述第三透镜为负光焦度透镜，所述第四透镜为正光焦度透镜。3.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头满足：TTL＜12mm，其中TTL为所述镜头的光学总长度。4.根据权利要求3所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜包括相背设置的第一入光面和第一出光面，所述第一出光面靠近所述第二透镜设置，所述第一入光面为凹面，所述第一出光面为凸面。5.根据权利要求4所述的镜头，其特征在于，所述第二透镜包括相背设置的第二入光面和第二出光面，所述第二入光面位于所述第一出光面和所述第二出光面之间，所述第二入光面和所述第二出光面均为凸面，且在所述光轴方向，所述第二入光面与所述第一出光面之间的距离小于0.8mm。6.根据权利要求5所述的镜头，其特征在于，所述第三透镜包括相背设置的第三入光面和第三出光面，所述第三入光面位于所述第二出光面和所述第三出光面之间，所述第三入光面和所述第三出光面均为凹面，且在所述镜头的光轴方向，所述第三入光面与所述第二出光面之间的距离小于1mm。7.根据权利要求6所述的镜头，其特征在于，所述第四透镜包括相背设置的第四入光面和第四出光面，所述第四入光面位于所述第三出光面和所述第四出光面之间，所述第四入光面和所述第四出光面均为凸面，且在所述镜头的光轴方向，所述第四入光面与所述第三出光面之间的距离大于1mm。8.根据权利要求1至7任一项所述的镜头，其特征在于，所述镜头满足：1.1mm≤T1≤2.2mm，1.1mm≤T2≤1.9mm，0.45mm≤T3≤0.8mm，1.6mm≤T4≤2.4mm，其中，T1为所述第一透镜的中心厚度，T2为所述第二透镜的中心厚度，T3为所述第三透镜的中心厚度，T4为所述第四透镜的中心厚度。9.根据权利要求1至7任一项所述的投影光机，其特征在于，所述镜头满足：5.4mm≤f≤7.6mm，其中f为所述镜头的焦距。10.根据权利要求9所述的投影光机，其特征在于，8mm≤f1≤14mm，且1.2＜f1/f＜2.1；3.4mm≤f2≤8.1mm，且0.6＜f2/f＜1.1；-5.6mm≤f3≤-2.2mm，且-0.9＜f3/f＜-0.3；4.8mm≤f4≤8mm，且0.8＜f4/f＜1.4；其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距。11.根据权利要求1至7任一项所述的投影光机，其特征在于，所述投影光机满足：tan(FOV/2)/TTL＞0.021mm-1
，25
°
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彪，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：