光学成像系统和头戴式设备技术方案

本申请涉及一种光学成像系统和头戴式设备。光学成像系统包括折叠光路结构、显示器和透光元件，显示器沿第一方向与折叠光路结构间隔设置，透光元件沿第一方向设于折叠光路结构和显示器之间。其中，折叠光路结构包括沿第一方向朝向透光元件的第一透镜，显示器包括沿第一方向朝向透光元件的显示面板，透光元件具有沿第一方向相背设置的第一表面和第二表面，第一表面对位贴合于第一透镜，第二表面对位贴合于显示面板。第一透镜具有第一折射率，显示面板具有第二折射率，透光元件具有第三折射率，第一折射率、第二折射率和第三折射率两两相同或两两之间的差值小于预设值。可提高光学成像系统的影像品质。系统的影像品质。系统的影像品质。

【技术实现步骤摘要】
光学成像系统和头戴式设备


[0001]本申请涉及显示
，特别是涉及一种光学成像系统和头戴式设备。

技术介绍

[0002]增强现实(Augmentedreality，AR)又称扩增现实或混合现实，是一种将虚拟物体叠加到真实环境并进行互动的技术，通过将虚拟物体的图像以及真实环境的图像透射到用户眼中，使用户获得虚拟与现实融合的体验。
[0003]AR/VR光学系统通常包括折叠光路结构和显示器，从显示器发出的光线经折叠光路结构而传输至人眼处，以呈现放大的虚像，而人眼能够透过该折叠光路结构看到真实物体，使得虚拟图像与真实世界叠加即可完成增强交互。
[0004]然而，传统的AR/VR光学系统存在影像品质较差的问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对传统的AR/VR光学系统存在影像品质较差的问题，提供一种光学成像系统和头戴式设备。
[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种光学成像系统，包括：
[0007]折叠光路结构；
[0008]显示器，沿第一方向与所述折叠光路结构间隔设置；以及
[0009]透光元件，沿所述第一方向设于所述折叠光路结构和所述显示器之间；
[0010]其中，所述折叠光路结构包括沿所述第一方向朝向所述透光元件的第一透镜，所述显示器包括沿所述第一方向朝向所述透光元件的显示面板；所述透光元件具有沿所述第一方向相背设置的第一表面和第二表面，所述第一表面对位贴合于所述第一透镜，所述第二表面对位贴合于所述显示面板；
[0011]所述第一透镜具有第一折射率，所述显示面板具有第二折射率，所述透光元件具有第三折射率；
[0012]所述第一折射率、所述第二折射率和所述第三折射率两两相同或两两之间的差值小于预设值。
[0013]在其中一个实施例中，所述第一透镜具有第一弧形面，所述第一表面包括与所述第一弧形面相对应的第二弧形面，所述第一弧形面和所述第二弧形面之间通过第一光学胶连接，以将所述第一表面对位贴合于所述第一透镜；
[0014]所述第一光学胶具有第四折射率，所述第一折射率与所述第四折射率之间的差值，以及所述第三折射率与所述第四折射率之间的差值均小于所述预设值。
[0015]在其中一个实施例中，所述第一透镜的材质和所述透光元件的材质相同；和/或
[0016]所述透光元件的材质和所述显示面板的材质相同。
[0017]在其中一个实施例中，所述显示面板具有沿所述第一方向朝向所述透光元件且垂直于所述第一方向的第一平面，所述第二表面被构造为垂直于所述第一方向的平面，且沿
所述第一方向与所述第一平面相对设置。
[0018]在其中一个实施例中，所述第一平面与所述第二表面之间通过第二光学胶连接，以将所述第二表面对位贴合于所述显示面板；
[0019]所述第二光学胶具有第五折射率，所述第二折射率与所述第五折射率之间的差值，以及所述第三折射率与所述第五折射率之间的差值均小于所述预设值。
[0020]在其中一个实施例中，所示第一平面在透光元件上的正投影落在所述第二表面的范围内。
[0021]在其中一个实施例中，所述第一透镜具有第一弧形面，所述第一表面包括与所述第一弧形面相适配的第二弧形面；
[0022]所述透光元件包括光学胶。
[0023]在其中一个实施例中，所述折叠光路结构沿着光轴由人眼侧至像源侧依序包括：第二透镜、线偏振片、反射偏振片、四分之一波片和所述第一透镜；
[0024]所述第二透镜、所述线偏振片、所述反射偏振片和所述四分之一波片中的至少之一具有第六折射率，所述六折射率和所述第一折射率之间的差值小于所述预设值。
[0025]在其中一个实施例中，所述四分之一波片和所述第一透镜之间设有第三光学胶，所述第三光学胶具有第七折射率，第七折射率和所述第一折射率之间的差值小于所述预设值。
[0026]在其中一个实施例中，所述折叠光路结构还包括第三透镜，所述第三透镜设于所述反射偏振片和所述四分之一波片之间或所述四分之一波片和所述第一透镜之间；
[0027]所述第三透镜具有第八折射率，第八折射率和所述第一折射率之间的差值小于所述预设值。
[0028]在其中一个实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均具有屈折力；
[0029]所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均为非球面透镜。
[0030]根据本申请的另一个方面，提供了一种头戴式设备，包括上述任一实施例所述的光学成像系统。
[0031]上述光学成像系统和头戴式设备，由于第一透镜具有第一折射率，显示面板具有第二折射率，透光元件具有第三折射率，第一折射率、第二折射率和第三折射率两两相同或两两之间的差值小于预设值，那么，在从显示器的显示面板发出的光线能够经由透光元件传输至第一透镜处，结合第一折射率、第二折射率和第三折射率两两相同或两两之间的差值小于预设值，那么，在透光元件内传输的光线能够大致沿原路线向前传输至第一透镜内，可减小因第一透镜的不同位置处的斜率不同而出现不同位置处的光线的偏振态之间存在偏差的情况的发生，有利于提高光学成像系统的影像品质。
附图说明
[0032]图1示出了传统的AR/VR光学系统的结构示意图。
[0033]图2(a)和图2(b)分别示出了传统的AR/VR光学系统中视场2和视场5两个不同位置处的光线的折射示意图。
[0034]图3(a)
‑
图3(e)分别示出了传统的AR/VR光学系统中传输至视场1、视场2、视场3、
视场4和视场5等五个不同位置处的光线的偏振态视场图。
[0035]图4示出了本申请一实施例的光学成像系统的结构示意图。
[0036]图5示出了本申请一实施例的折叠光路结构的结构示意图。
[0037]图6示出了利用本申请的光学成像系统进行光线传输模拟时光线的偏振态视场图。
[0038]图7示出了利用本申请的光学成像系统进行光线传输模拟时光的偏振态在不同视场下偏振态长轴光强与短轴光强的比值。
[0039]图8示出了本申请另一实施例的光学成像系统的结构示意图。
[0040]图9示出了本申请又一实施例的光学成像系统的结构示意图。
[0041]附图标记：10、光学成像系统；110、折叠光路结构；111、第一透镜；1111、第一弧形面；112、第二透镜；113、线偏振片；114、反射偏振片；115、四分之一波片；116、第三透镜；120、显示器；121、显示面板；1211、第一平面；130、透光元件；131、第一表面；132、第二表面；141、第一光学胶；142、第二光学胶。
具体实施方式
[0042]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学成像系统，其特征在于，包括：折叠光路结构；显示器，沿第一方向与所述折叠光路结构间隔设置；以及透光元件，沿所述第一方向设于所述折叠光路结构和所述显示器之间；其中，所述折叠光路结构包括沿所述第一方向朝向所述透光元件的第一透镜，所述显示器包括沿所述第一方向朝向所述透光元件的显示面板；所述透光元件具有沿所述第一方向相背设置的第一表面和第二表面，所述第一表面对位贴合于所述第一透镜，所述第二表面对位贴合于所述显示面板；所述第一透镜具有第一折射率，所述显示面板具有第二折射率，所述透光元件具有第三折射率；所述第一折射率、所述第二折射率和所述第三折射率两两相同或两两之间的差值小于预设值。2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜具有第一弧形面，所述第一表面包括与所述第一弧形面相对应的第二弧形面，所述第一弧形面和所述第二弧形面之间通过第一光学胶连接，以将所述第一表面对位贴合于所述第一透镜；所述第一光学胶具有第四折射率，所述第一折射率与所述第四折射率之间的差值，以及所述第三折射率与所述第四折射率之间的差值均小于所述预设值。3.根据权利要求2所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜的材质和所述透光元件的材质相同；和/或所述透光元件的材质和所述显示面板的材质相同。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述显示面板具有沿所述第一方向朝向所述透光元件且垂直于所述第一方向的第一平面，所述第二表面被构造为垂直于所述第一方向的平面，且沿所述第一方向与所述第一平面相对设置。5.根据权利要求4所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一平面与所述第二表面之间通过第二光学胶连接，以将所述第二表面对位贴合于所述显示面...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭羽眉，黄上育，
申请(专利权)人：业桓科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：