一种光路多次折叠的光学显示系统及头戴显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种光路多次折叠的光学显示系统及头戴显示装置，属于光学成像技术领域，包括显示器

【技术实现步骤摘要】
一种光路多次折叠的光学显示系统及头戴显示装置


[0001]本技术属于光学成像
，具体涉及一种光路多次折叠的光学显示系统及头戴显示装置
。

技术介绍

[0002]增强现实
/
虚拟显示设备是一种丰富和方便人们生活的智能穿戴设备，目前已经广泛应用到各种领域，教育，医疗，包括航天事业等
。
通过这种新的技术能够把现实和虚拟的世界进行巧妙结合，带给人们全新的体验
。
[0003]增强现实快速发展的过程中衍生出了许多不同的技术方案，有
Birdbath
，阵列光波导，衍射光波导等
。
为了实现更大的
FOV
和更薄的体积，许多公司开发出了使用棱镜压缩体积增加光程的方案，但是该方案会导致模组体积重量增加，同时棱镜需要胶合，工艺更加复杂，导致生产不方便，成本也较高
。

技术实现思路

[0004]本技术实施方式的目的在于提供一种光路多次折叠的光学显示系统，其体积小，重量轻，成像质量好，视场角大，大大提升了用户体验感
。
[0005]本技术实施方式的另一个目的在于提供一种头戴显示装置，其重量轻，穿戴方便
。
[0006]本技术的实施方式是这样实现的：
[0007]本技术的实施方式提供了一种光路多次折叠的光学显示系统，包括显示器
、
第一光学组件
、
第二光学元件
、
第三光学元件和第四光学元件，所述第一光学组件设置于所述显示器的出光光路上，所述第二光学元件设置于所述第一光学组件的透射光或反射光光路上，所述第三光学元件设置于所述第二光学元件的反射光光路上，所述第四光学元件设置于所述第二光学元件的透射光光路上，从所述第二光学元件的反射的光线进入所述第三光学元件后被反射并再次进入所述第三光学元件处理后透射出去，从所述第四光学元件反射的光线进入所述第二光学元件并透射出去进入所述第三光学元件处理后透射出去
。
[0008]进一步的，所述第一光学组件包括第一光学镜片和第一偏光片，所述第一光学镜片设置于所述显示器的出光光路上，所述第一偏光片设置于所述第一光学镜片的一侧，所述第二光学元件设置于所述第一光学镜片的透射光光路上
。
[0009]进一步的，所述第一光学组件包括第一光学镜片
、
第一偏光片和全反射棱镜，所述第一光学镜片设置于所述显示器的出光光路上，所述第一偏光片设置于所述第一光学镜片的一侧，所述全反射棱镜设置于所述第一光学镜片的透射光光路上，所述全反射棱镜包括第一光学面
、
第二光学面和第三光学面，所述第一光学面朝向所述第一光学镜片，所述第三光学面朝向所述第二光学元件，从所述第一光学镜片透射出的光线经过所述第一光学面进入所述全反射棱镜，然后到达所述第二光学面被全反射，从所述第二光学面反射的光线经过所述第三光学面透射出去并进入所述第二光学元件
。
[0010]进一步的，所述第一光学组件包括第一光学镜片
、
第一偏光片和第五光学镜片，所述第一光学镜片设置于所述显示器的出光光路上，所述第一偏光片设置于所述第一光学镜片的一侧，所述第五光学镜片设置于所述第一光学镜片的透射光光路上，所述第五光学镜片的一侧设有第五光学膜层或
HOE
层，所述第二光学元件设置于所述第五光学镜片的反射光光路上
。
[0011]进一步的，所述第二光学元件包括第二光学镜片，以及设置于所述第二光学镜片一侧的第二光学膜层或
HOE
层
。
[0012]进一步的，所述第三光学元件包括第三光学镜片
、
第三光学膜片和第四光学膜层，所述第三光学膜片设置于所述第三光学镜片的靠近所述第二光学元件的一侧，所述第四光学膜层设置于所述第三光学镜片的远离所述第二光学元件的一侧
。
[0013]进一步的，所述第四光学元件包括第四光学镜片和相位延迟片，所述相位延迟片设置于所述第四光学镜片的靠近所述第二光学元件的一侧
。
[0014]进一步的，所述第四光学元件的上方设有第一消光元件和
/
或所述第四光学元件的下方设有第二消光元件
。
[0015]进一步的，从所述第一光学组件透射或反射出去并进入所述第二光学元件的光线入射角
θ1为
30
°‑
85
°
。
[0016]进一步的，从所述第三光学元件反射进入所述第二光学元件的光线入射角
θ2为0°‑
30
°
。
[0017]进一步的，所述第一光学组件的焦距为
10
‑
40mm
，所述第四光学元件的焦距为
10
‑
30mm。
[0018]本技术的实施方式还提供了一种头戴显示装置，包括穿戴部件和上述所述的光路多次折叠的光学显示系统，所述光学系统设置于所述穿戴部件上
。
[0019]本技术的有益效果为：
[0020]本技术实施方式提供的光路多次折叠的光学显示系统，其结构紧凑，体积小，重量轻，成像质量好，视场角能够达到
40
°
以上，大大提升了用户的体验感
。
[0021]本技术实施方式提供的头戴显示装置，其生产工艺简单，成本低，重量轻，穿戴方便，大大提升了用户的佩戴体验
。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图
。
[0023]图1为实施例一的光路多次折叠的光学显示系统的构架示意图；
[0024]图2为实施例一的第一光学组件的结构示意图；
[0025]图3为第二光学元件的结构示意图；
[0026]图4为第三光学元件的结构示意图；
[0027]图5为第四光学元件的结构示意图；
[0028]图6为实施例二的光路多次折叠的光学显示系统的构架示意图；
[0029]图7为实施例三的光路多次折叠的光学显示系统的构架示意图；
[0030]图中：
10
‑
第一光学组件；
11
‑
第一光学镜片；
12
‑
第一偏光片；
13
‑
全反射棱镜；
131
‑
第一光学面；
132
‑
第二光学面；
133
‑
第三光学面；
14
‑
第五光学镜片；
15...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光路多次折叠的光学显示系统，其特征在于：包括显示器
、
第一光学组件
、
第二光学元件
、
第三光学元件和第四光学元件，所述第一光学组件设置于所述显示器的出光光路上，所述第二光学元件设置于所述第一光学组件的透射光或反射光光路上，所述第三光学元件设置于所述第二光学元件的反射光光路上，所述第四光学元件设置于所述第二光学元件的透射光光路上，从所述第二光学元件的反射的光线进入所述第三光学元件后被反射并再次进入所述第三光学元件处理后透射出去，从所述第四光学元件反射的光线进入所述第二光学元件并透射出去进入所述第三光学元件处理后透射出去
。2.
根据权利要求1所述的光路多次折叠的光学显示系统，其特征在于：所述第一光学组件包括第一光学镜片和第一偏光片，所述第一光学镜片设置于所述显示器的出光光路上，所述第一偏光片设置于所述第一光学镜片的一侧，所述第二光学元件设置于所述第一光学镜片的透射光光路上
。3.
根据权利要求1所述的光路多次折叠的光学显示系统，其特征在于：所述第一光学组件包括第一光学镜片
、
第一偏光片和全反射棱镜，所述第一光学镜片设置于所述显示器的出光光路上，所述第一偏光片设置于所述第一光学镜片的一侧，所述全反射棱镜设置于所述第一光学镜片的透射光光路上，所述全反射棱镜包括第一光学面
、
第二光学面和第三光学面，所述第一光学面朝向所述第一光学镜片，所述第三光学面朝向所述第二光学元件，从所述第一光学镜片透射出的光线经过所述第一光学面进入所述全反射棱镜，然后到达所述第二光学面被全反射，从所述第二光学面反射的光线经过所述第三光学面透射出去并进入所述第二光学元件
。4.
根据权利要求1所述的光路多次折叠的光学显示系统，其特征在于：所述第一光学组件包括第一光学镜片
、
第一偏光片和第五光学镜片，所述第一光学镜片设置于所述显示器的出光光路上，所述第一偏光片设置于所述第一光学镜片的一侧，所述第五光学镜片设置于所述第一光学镜片的透射光光路上，所述第五光学镜片的一侧设有第五光学膜层或
HOE
层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：逄锦超，俞力奇，王锐，
申请(专利权)人：宁波鸿蚁光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：