[发明专利]一种头戴显示光学系统及头戴显示设备

权利要求书

1.一种头戴显示光学系统，其特征在于：包括沿光路依次设置的：

图像产生单元，用于产生和发射携带图像信息的光束；

第一透镜单元，用于透射光束并调整光束的传播方向；

第一光学单元，用于对光束进行反射和透射，所述第一光学单元的中心轴与所述第一透镜单元的中心轴成第一预设夹角；

第二光学单元，用于对光束进行反射，所述第二光学单元的中心轴与所述第一透镜单元的中心轴成第二预设夹角；

光束经所述第二光学单元反射后回到所述第一光学单元，并经所述第一光学单元透射后进入用户的眼睛；

所述头戴显示光学系统还包括：

挡光装置，设于所述第一光学单元背向所述第一透镜单元的一侧，用于阻挡环境杂散光到达所述第一光学单元。

2.如权利要求1所述的头戴显示光学系统，其特征在于：所述挡光装置包括用于连接所述第一光学单元的固定部以及用于挡光的挡光部，所述固定部的相对两侧均设有连接部，所述挡光部与所述连接部连接；

所述挡光部的尺寸不小于所述第一光学单元在所述挡光装置方向上的投影面积。

3.如权利要求1所述的头戴显示光学系统，其特征在于：所述第一预设夹角为45°，所述第二预设夹角为90°；

所述图像产生单元为微显示器，所述微显示器与所述第一透镜单元共轴；

所述第一透镜单元包括至少一个透镜；

所述第二光学单元的中心轴所在的方向为X方向，所述微显示器的中心轴所在的方向为Y方向，所述X方向与所述Y方向相互垂直，所述微显示器的中心轴与所述第二光学单元的中心轴垂直相交于所述第一光学单元。

4.如权利要求3所述的头戴显示光学系统，其特征在于：

所述第一透镜单元包括沿光路依次设置的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜共轴且与所述图像产生单元共轴；

所述第一透镜的中心轴与所述Y方向的夹角不大于3°，所述第二透镜的中心轴与所述Y方向的夹角不大于3°；

所述第一透镜在X方向上的偏移不超过2毫米，所述第一透镜在Y方向上的偏移不超过2毫米；

所述第二透镜在X方向上的偏移不超过2毫米，所述第二透镜在Y方向上的偏移不超过2毫米。

5.如权利要求3或4所述的头戴显示光学系统，其特征在于：所述第一光学单元包括第一光学镜片，所述第一光学镜片朝向所述第一透镜单元的表面设有第一半反半透膜，所述第一光学镜片背向所述第一透镜单元的表面设有第一增透膜；

或者，

所述第一光学镜片朝向所述第一透镜单元的表面设有第一增透膜，所述第一光学镜片背向所述第一透镜单元的表面设有第一半反半透膜。

6.如权利要求5所述的头戴显示光学系统，其特征在于：

所述第一光学镜片的中心轴与所述Y方向的夹角不大于5°；

所述第一光学镜片为非平面镜，所述第一光学镜片在X方向上的偏移不超过1毫米，所述第一光学镜片在Y方向上的偏移不超过1毫米。

7.如权利要求3所述的头戴显示光学系统，其特征在于：所述第二光学单元包括第二光学镜片，所述第二光学镜片朝向所述第一光学单元的表面设有第二半反半透膜，所述第二光学镜片背向所述第一光学单元的表面设有第二增透膜；

或者，

所述第二光学镜片朝向所述第一光学单元的表面设有第二增透膜，所述第二光学镜片背向所述第一光学单元的表面设有第二半反半透膜。

8.如权利要求7所述的头戴显示光学系统，其特征在于：所述第二光学镜片的中心轴与所述微显示器的中心轴相垂直，所述第二光学镜片的中心轴与所述Y方向的夹角不大于0.5°；

所述第二光学镜片在X方向上的偏移不超过0.5毫米，所述第二光学镜片41在Y方向上的偏移不超过0.5毫米。