本發(fā)明涉及頭戴式可視設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及hmd(headmountdisplay，頭戴式可視設(shè)備)波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，hmd越來(lái)越受到人們的關(guān)注。通過(guò)hmd可以使現(xiàn)實(shí)和虛擬世界進(jìn)行很好的融合。由于hmd的體積和重量問(wèn)題，hmd的產(chǎn)品主要用于軍事，而民用市場(chǎng)沒(méi)有很好的市場(chǎng)反應(yīng)。為了解決體積和重量的問(wèn)題，很多技術(shù)采用了波導(dǎo)技術(shù)，所有的光源元件和微顯示元件都結(jié)合得比較緊密，在眼睛前面只有一塊玻璃或者類(lèi)似材料的半透明鏡片，但是在鏡片的旁邊仍然可以看出有很大的光學(xué)系統(tǒng)。

例如圖1給出了其中一種解決方案，如圖1所示，該方案采用了半反半透的結(jié)構(gòu)棱鏡結(jié)構(gòu)，采用的顯示芯片101是lcos(liquidcrystalonsilicon，液晶附硅)。光從光源102出射，經(jīng)三角棱鏡103-1、103-2入射到顯示芯片101的lcos面板上，經(jīng)過(guò)lcos面板的反射，入射到偏振分光器104上，偏振分光器104把光反射進(jìn)入到方形玻璃棱鏡105內(nèi)，然后經(jīng)三角棱鏡106-2直接入射在偏振分光器107的反射面上，為了保證整個(gè)產(chǎn)品的穿透性，此反射面的反射率要低于100％，假如反射率為50％，有50％的光直接反射出去，有50％的光繼續(xù)前行經(jīng)三角棱鏡106-1到反射鏡108，反射鏡108是有弧度的，使入射到它上面的光變成平行光反射出去，再次經(jīng)過(guò)偏振分光器107的反射面反射，進(jìn)入到人眼109，進(jìn)入到人眼109的能量只有25％；另外25％的能量會(huì)透過(guò)偏振分光器107的反射面一直前行，從三角棱鏡103-1出去。此結(jié)構(gòu)適合lcos，而不適合oled(organiclight-emittingdiode，有機(jī)發(fā)光二極管)和amlcd(activematrixliquidcrystaldisplay，主動(dòng)矩陣液晶顯示器)。并且該穿透式方案需要亮度較高的顯示芯片。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種hmd波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)，用以簡(jiǎn)化hmd波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并提 升光學(xué)效率，該hmd波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)包括：

顯示器101、反射鏡102、準(zhǔn)直透鏡103；其中：

顯示器101用于發(fā)出光；

反射鏡102用于將顯示器101發(fā)出的光反射至準(zhǔn)直透鏡103；

準(zhǔn)直透鏡103用于對(duì)反射鏡102反射的光進(jìn)行準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后的光進(jìn)入人眼104。

一個(gè)實(shí)施例中，顯示器101采用有機(jī)發(fā)光二極管oled或液晶顯示器lcd。

一個(gè)實(shí)施例中，反射鏡102相對(duì)于顯示器101發(fā)出的光方向傾斜設(shè)置，且反射鏡102與顯示器101發(fā)出的光方向之間的夾角β在115°～135°的范圍內(nèi)。

一個(gè)實(shí)施例中，反射鏡102的反射面由蒸鍍銀、鋁或介質(zhì)膜形成。

一個(gè)實(shí)施例中，反射鏡102的反射面由貼敷反射片形成。

一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直透鏡103還用于對(duì)反射鏡102反射的光進(jìn)行放大。

一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直透鏡103的曲面形狀根據(jù)反射鏡102與顯示器101發(fā)出的光方向之間的夾角β、以及準(zhǔn)直透鏡103的光學(xué)參數(shù)確定。

本發(fā)明實(shí)施例的hmd波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)包括顯示器101、反射鏡102、準(zhǔn)直透鏡103；其中，顯示器101用于發(fā)出光，反射鏡102用于將顯示器101發(fā)出的光反射至準(zhǔn)直透鏡103，準(zhǔn)直透鏡103用于對(duì)反射鏡102反射的光進(jìn)行準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后的光進(jìn)入人眼；該hmd波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)采用了反射鏡102使光路轉(zhuǎn)折，相對(duì)于現(xiàn)有采用波導(dǎo)技術(shù)的方案，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，體積小重量輕，可以很好地推廣至民用市場(chǎng)；并且相對(duì)于半反半透的結(jié)構(gòu)棱鏡結(jié)構(gòu)，光學(xué)效率有很大提升，進(jìn)入人眼的光能量增加，亮度增大，故對(duì)于顯示器101亮度的要求相對(duì)降低。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中半反半透的結(jié)構(gòu)棱鏡結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中hmd波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

本發(fā)明實(shí)施例利用全反射原理設(shè)計(jì)了一款非穿透式的hmd波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)，如圖2所示，該hmd波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)包括：

顯示器101、反射鏡102、準(zhǔn)直透鏡103；其中：

顯示器101用于發(fā)出光；

反射鏡102用于將顯示器101發(fā)出的光反射至準(zhǔn)直透鏡103；

準(zhǔn)直透鏡103用于對(duì)反射鏡102反射的光進(jìn)行準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后的光進(jìn)入人眼104。

具體實(shí)施時(shí)，顯示器101采用自主發(fā)光的顯示器，例如可以采用oled或lcd(liquidcrystaldisplay，液晶顯示器)，其中l(wèi)cd可以采用amlcd。

具體實(shí)施時(shí)，反射鏡102相對(duì)于顯示器101發(fā)出的光方向傾斜設(shè)置，以此使光路轉(zhuǎn)折。再如圖1所示，反射鏡102與顯示器101發(fā)出的光方向之間存在一夾角β，實(shí)施例中該夾角β可以在115°～135°的范圍內(nèi)。

具體實(shí)施時(shí)，反射鏡102的反射面可以利用多種方式形式。例如，反射鏡102的反射面可以由蒸鍍銀、鋁或介質(zhì)膜形成。又如，反射鏡102的反射面可以由貼敷反射片形成，如在反射鏡102外部貼敷反射片。

由于本發(fā)明實(shí)施例的hmd波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)采用反射鏡102使光路轉(zhuǎn)折，整個(gè)產(chǎn)品采用了非穿透式的結(jié)構(gòu)，因此反射鏡102反射面的反射率可以比現(xiàn)有半反半透的結(jié)構(gòu)棱鏡結(jié)構(gòu)要高，甚至可以達(dá)到100％。即使反射鏡102反射面的反射率設(shè)為50％(同現(xiàn)有半反半透的結(jié)構(gòu)棱鏡結(jié)構(gòu))，進(jìn)入到人眼的光能量也比半反半透的結(jié)構(gòu)棱鏡結(jié)構(gòu)要大。因相對(duì)于現(xiàn)有半反半透的結(jié)構(gòu)棱鏡結(jié)構(gòu)，本發(fā)明實(shí)施例的hmd波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)效率有很大提升，進(jìn)入人眼的光能量增加，亮度增大。

具體實(shí)施時(shí)，準(zhǔn)直透鏡103除用于對(duì)反射鏡102反射的光進(jìn)行準(zhǔn)直外，還可以用于對(duì)反射鏡102反射的光進(jìn)行放大，使人眼能夠觀察到放大后的圖像。

具體實(shí)施時(shí)，準(zhǔn)直透鏡103的曲面形狀可以根據(jù)反射鏡102與顯示器101發(fā)出的光方向之間的夾角β、以及準(zhǔn)直透鏡103的光學(xué)參數(shù)確定。實(shí)施例中可以采用一般曲面，也可以采用復(fù)雜的自由曲面。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的hmd波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)包括顯示器101、反射鏡102、準(zhǔn)直透 鏡103；其中，顯示器101用于發(fā)出光，反射鏡102用于將顯示器101發(fā)出的光反射至準(zhǔn)直透鏡103，準(zhǔn)直透鏡103用于對(duì)反射鏡102反射的光進(jìn)行準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后的光進(jìn)入人眼；該hmd波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)采用了反射鏡102使光路轉(zhuǎn)折，相對(duì)于現(xiàn)有采用波導(dǎo)技術(shù)的方案，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，體積小重量輕，可以很好地推廣至民用市場(chǎng)；并且相對(duì)于半反半透的結(jié)構(gòu)棱鏡結(jié)構(gòu)，光學(xué)效率有很大提升，進(jìn)入人眼的光能量增加，亮度增大，故對(duì)于顯示器101亮度的要求相對(duì)降低。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。