[发明专利]成像光学系统及具有这样的成像光学系统的显示设备

权利要求书

1.一种用于显示设备(1)的成像光学系统，所述成像光学系统能够安装在用户的头上，并且所述成像光学系统生成由多个像素构成的图像，光束(9)从所述多个像素出射，其中所述成像光学系统(7)包括光学元件(8)和眼镜片(3，4)，所述光学元件具有第一进入表面(F1)和弯曲的离开表面(F3)，所述眼镜片具有弯曲的第二进入表面(F4)和与所述弯曲的第二进入表面间隔开的耦合输出部(13)，其中所述弯曲的离开表面(F3)连接至所述弯曲的第二进入表面(F4)，所述成像光学系统(7)将所生成的图像成像为虚拟图像，其中所述光学元件(8)将经由所述第一进入表面(F1)馈送至所述光学元件(8)的光束(9)引导至所述弯曲的离开表面(F3)，将来自所述弯曲的离开表面的光束经由所述弯曲的第二进入表面(F4)耦合到所述眼镜片(3，4)中，在所述眼镜片中光束被引导至所述耦合输出部(13)并经由所述耦合输出部(13)被耦合输出以生成所述虚拟图像，结果是所述光学元件(8)用作第一成像元件，并且所述眼镜片(3，4)用作第二成像元件，

并且其中，为了减小所述虚拟图像的成像方面的横向色差，上述两种成像元件(3，4；8)由不同的材料制成；对于虚拟图像成像，所述两种成像元件(3，4；8)中的一种具有正折射能力，并且所述两种成像元件(3，4；8)中的另一种具有负折射能力。

2.根据权利要求1所述的成像光学系统，其中所述眼镜片(3，4)具有负折射能力，所述光学元件(8)具有正折射能力，并且所述眼镜片(3，4)具有比所述光学元件(8)低的阿贝数。

3.根据权利要求1或2所述的成像光学系统，其中所述两种成像元件(3，4；8)均由塑料材料制成。

4.根据上述权利要求之一所述的成像光学系统，其中耦合到所述眼镜片(3，4)中的所述光束(9)在所述眼镜片(3，4)中通过至少一次反射和/或至少一次全内反射被引导至所述耦合输出部(13)。

5.根据上述权利要求之一所述的成像光学系统，其中所述耦合输出部(13)包括一个或多个反射偏转表面(14)，所述反射偏转表面(14)是反射性的或部分反射性的。

6.根据权利要求5所述的成像光学系统，其中所述一个或多个反射偏转表面(14)被埋设在所述眼镜片(3，4)中。

7.根据上述权利要求之一所述的成像光学系统，其中所述成像光学系统(7)生成所述虚拟图像使得所述虚拟图像被感知为叠加在通过所述眼镜片(3，4)可见的环境上。

8.根据上述权利要求之一所述的成像光学系统，其中所述眼镜片(3，4)由聚碳酸酯制成，并且所述光学元件(8)由Zeonex制成。

9.根据上述权利要求之一所述的成像光学系统，其中所述光学元件(8)的所述弯曲的离开表面(F3)与所述眼镜片(3，4)的所述弯曲的第二进入表面(F4)接合。

10.根据上述权利要求之一所述的成像光学系统，其中所述光学元件(8)的所述弯曲的离开表面(F3)具有与所述眼镜片(3，4)的所述弯曲的第二进入表面(F4)互补的形状。

11.根据上述权利要求之一所述的成像光学系统，其中所述光学元件(8)的所述弯曲的离开表面(F3)是球面弯曲的。

12.根据上述权利要求之一所述的成像光学系统，其中所述光学元件(8)和所述眼镜片(3，4)被布置成L形。

13.一种显示设备，所述显示设备具有

能够安装在用户的头上的支架(2)，

在所述支架上制作的生成图像的图像生成模块(5)，以及固定至所述支架(2)的根据上述权利要求之一所述的成像光学系统(7)，

当所述支架(2)被安装在头上时，所述成像光学系统对所生成的图像成像使得所述用户能感知所生成的图像为虚拟图像。