近眼显示装置及穿戴设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术适用于光学技术领域，提供了一种近眼显示装置及穿戴设备。近眼显示装置包括沿光路依次设置的图像源、合色模块、成像光学组件以及光路传导模块；图像源用于提供三路单色图像光；合色模块用于接收所有单色图像光并将其合并为一路彩色图像光；成像光学组件包括沿光线输出方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；光路传导模块用于接收、传导成像光学组件输出的光线并使光线出射。穿戴设备包括上述近眼显示装置。本实用新型专利技术提供的近眼显示装置及穿戴设备，体积小，便捷性较佳。捷性较佳。捷性较佳。

【技术实现步骤摘要】
近眼显示装置及穿戴设备


[0001]本技术属于光学
，尤其涉及一种近眼显示装置及穿戴设备。

技术介绍

[0002]增强现实(Augmented Reality，AR)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术。近年来，电子图像显示设备的小型化和性能的进步使得紧凑型和高性能近眼显示设备走向消费者成为了可能，如何使这样一个系统真正可穿戴对近眼显示设计提出了挑战。为此，小型化且显示清晰，亮度高，佩戴舒适的近眼显示装置则有着重要的意义。
[0003]目前全彩近眼显示装置中，微显示源多采用Lcos(Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶)、OLED(Organic Light
‑
Emitting Diode，有机发光二极管)、DLP(Digital Light Processing，数字光处理)等光学元件，但是如Lcos这类微显示源中，都需要额外的照明光路，会使光机体积增大，而像OLED这种主动发光器件，由于目前技术受限，全彩也只有几千尼特的亮度。但目前近眼显示装置体积较大，便捷性较差。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种近眼显示装置及穿戴设备，旨在解决现有技术中近眼显示装置体积较大，便捷性较差的技术问题。
[0005]本技术是这样实现的，第一方面，提供了一种近眼显示装置，包括沿光路依次设置的图像源、合色模块、成像光学组件以及光路传导模块；
[0006]所述图像源用于提供三路单色图像光；
[0007]所述合色模块用于接收所有单色图像光并将其合并为一路彩色图像光；
[0008]所述成像光学组件包括沿光线输出方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；其中，所述第一透镜具有正光焦度，所述第一透镜为平凸透镜或凸凹透镜，其平面或者凹面靠近所述合色模块，凸面靠近像侧；所述第二透镜具有正光焦度，所述第二透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述第一透镜，其凹面靠近所述像侧；所述第三透镜具有负光焦度，所述第三透镜为双凹透镜；所述第四透镜具有正光焦度，所述第四透镜为平凸透镜或凸凹透镜，其平面或者凹面靠近所述第三透镜，凸面靠近像侧；
[0009]所述光路传导模块用于接收、传导所述成像光学组件输出的光线并使光线出射。
[0010]在一个可选实施例中，所述第一透镜的出光面为非球面，所述第二透镜的入光面为非球面，所述第三透镜的出光面为球面、入光面为非球面，所述第四透镜的出光面和入光面均为非球面。
[0011]在一个可选实施例中，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的材料分别为光学玻璃或光学树脂。
[0012]在一个可选实施例中，所述成像光学组件还包括平板玻璃，所述平板玻璃设于所述第四透镜的出光侧。
[0013]在一个可选实施例中，所述光路传导模块包括几何阵列光波导和相接于所述几何
阵列光波导的入光端的入射棱镜片，所述入射棱镜片设置在所述成像光学组件的出光方向上。
[0014]在一个可选实施例中，所述成像光学组件的出瞳距离大于等于15mm。
[0015]在一个可选实施例中，所述成像光学组件的有效焦距为6.2mm，所述成像光学组件的对角全视场角为30
°
，所述成像光学组件的F数为1.25。
[0016]在一个可选实施例中，所述成像光学组件的对角全视场角为20
°‑
40
°
。
[0017]在一个可选实施例中，所述图像源包括包括用于发出红色光线的第一芯片、用于发出绿色光线的第二芯片以及用于发出蓝色光线的第三芯片，所述第一芯片、所述第二芯片和所述第三芯片均为Micro
‑
LED芯片。
[0018]第二方面，提供了一种穿戴设备，包括上述各实施例提供的近眼显示装置。
[0019]本技术相对于现有技术的技术效果是：本技术实施例提供的近眼显示装置及穿戴设备，包括沿光路依次设置的图像源、合色模块、成像光学组件以及光路传导模块，其中成像光学组件包括沿光线输出方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，第一透镜具有正光焦度，第一透镜为平凸透镜或凸凹透镜，其平面或者凹面靠近合色模块，凸面靠近像侧；第二透镜具有正光焦度，第二透镜为凸凹透镜，其凸面靠近第一透镜，其凹面靠近像侧；第三透镜具有负光焦度，第三透镜为双凹透镜；第四透镜具有正光焦度，第四透镜为平凸透镜或凸凹透镜，其平面或者凹面靠近第三透镜，凸面靠近像侧。采用这一结构，使得本技术实施例提供的近眼显示装置及穿戴设备，体积小，便捷性较佳，结构简单，重量轻，易于制造，而且像差校正较好，成像质量良好。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术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，显而易见地，下面所描述的附图仅仅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。
[0021]图1是本技术实施例提供的近眼显示装置的结构示意图；
[0022]图2是图1所示近眼显示装置中除光路传导模块以外部分的结构示意图；
[0023]图3是本技术实施例提供的近眼显示装置的全视场传递函数MTF(Modulation Transfer Function，调制传递函数的简称)值示意图；
[0024]图4是本技术实施例提供的近眼显示装置的全视场全波段的场曲与畸变图，其中，图(a)是场曲图，图(b)是畸变图；
[0025]图5是本技术实施例提供的近眼显示装置的全视场的点列图。
[0026]附图标记说明：
[0027]100、图像源；110、第一芯片；120、第二芯片；130、第三芯片；200、合色模块；210、膜A；220、膜B；300、成像光学组件；310、第一透镜；320、第二透镜；330、第三透镜；340、第四透镜；350、平板玻璃；400、光路传导模块；410、几何阵列光波导；420、入射棱镜片。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始
至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0029]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0030]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近眼显示装置，其特征在于，包括沿光路依次设置的图像源、合色模块、成像光学组件以及光路传导模块；所述图像源用于提供三路单色图像光；所述合色模块用于接收所有单色图像光并将其合并为一路彩色图像光；所述成像光学组件包括沿光线输出方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；其中，所述第一透镜具有正光焦度，所述第一透镜为平凸透镜或凸凹透镜，其平面或者凹面靠近所述合色模块，凸面靠近像侧；所述第二透镜具有正光焦度，所述第二透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述第一透镜，其凹面靠近所述像侧；所述第三透镜具有负光焦度，所述第三透镜为双凹透镜；所述第四透镜具有正光焦度，所述第四透镜为平凸透镜或凸凹透镜，其平面或者凹面靠近所述第三透镜，凸面靠近像侧；所述光路传导模块用于接收、传导所述成像光学组件输出的光线并使光线出射。2.根据权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述第一透镜的出光面为非球面，所述第二透镜的入光面为非球面，所述第三透镜的出光面为球面、入光面为非球面，所述第四透镜的出光面和入光面均为非球面。3.根据权利要求2所述的近眼显示装置，其特征在于，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的材料分别为光学玻璃或光学树脂。4.根据权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述成像光学组件还包括平板玻璃，所述平...

【专利技术属性】
技术研发人员：康雪雪，赵鑫，郑昱，
申请(专利权)人：北京灵犀微光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：