[发明专利]一种微型显示器成像光学系统及具备VR/AR功能的设备

权利要求书

1.一种微型显示器成像光学系统,包括微型显示器(10)及光学棱镜(20),其特征在于:所述的光学棱镜上设置入射面(21)、全反射面(22)和出射面(23),其中入射面(21)位于光学棱镜(20)的顶部，出射面(23)和全反射面(22)位于光学棱镜(20)的左右两侧，出射面(23)处于靠近人的眼球(40)的一侧，微型显示器上视频图像产生的光线从入射面(21)进入光学棱镜(20)，并被全反射面(22)反射到出射面(23)，再从出射面(23)折射出去到达人的眼球里成像，微型显示器上视频图像经过光学棱镜(20)的放大处理，在人的眼球(40)形成放大的虚像。

2.根据权利要求1所述的一种微型显示器成像光学系统，其特征在于：所述的全反射面(22)和出射面(23)的底端相交，全反射面(22)和出射面(23)顶端分别与入射面(21)相交，所述的入射面(21)、全反射面(22)和出射面(23)是非球面或者是Extended Polynomial面型或者是自由曲面。

3.根据权利要求1所述的一种微型显示器成像光学系统，其特征在于：全反射面(22)表面镀有增反膜。

4.根据权利要求3所述的一种微型显示器成像光学系统，其特征在于：入射面(21)表面和出射面(23)表面镀增透膜。

5.根据权利要求2所述的一种微型显示器成像光学系统，其特征在于：微型显示器(10)是LCOS或者LCD或者OLED类型的微型显示芯片，光学棱镜(20)是PC或者PMMA或者ZEONEX类型的光学级别的塑料材料制造。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种微型显示器成像光学系统，其特征在于：在微型显示器(10)与光学棱镜(20)的入射面(21)之间设置滤光片或者弧形玻璃罩，以增强成像质量。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种微型显示器成像光学系统，其特征在于：入射面(21)、全反射面(22)和出射面(23)都分别满足非球面公式：

其中，c为顶点曲率半径的倒数，r为球面上的点达z轴的距离，k是圆锥系数，当k<-1时，表示双曲面，当k＝-1时，表示抛物线，当-1<k<0时，表示椭球面，当k＝0时，表示球面；

是非球面的高次项；

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种微型显示器成像光学系统，其特征在于：入射面(21)、全反射面(22)和出射面(23)采用Extended Polynomial面型，满足以下公式：

其中：c是表面的曲率，k是二次项系数，N是多项式系数的数量；r为归一化半径，A_i是多项式系数，x,y是笛卡尔坐标的x轴和y轴的数值，E_i(x,y)是多项式。

9.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种微型显示器成像光学系统，其特征在于：入射面(21)、全反射面(22)和出射面(23)采用自由曲面面型或者非球面面型。

10.一种具备VR/AR功能的设备，包括左眼微型显示器成像光学系统(100)、右眼微型显示器成像光学系统(200)和机壳(300)，左眼微型显示器成像光学系统(100)、右眼微型显示器成像光学系统(200)安装在机壳(300)上，其特征在于：左眼微型显示器成像光学系统(100)和右眼微型显示器成像光学系统(200)都采用权利要求1至9任意一项所述的微型显示器成像光学系统。

11.根据权利要求10所述的一种具备VR/AR功能的设备，其特征在于：左眼微型显示器成像光学系统(100)和右眼微型显示器成像光学系统(200)中的光学棱镜(20)至少一部分外露出机壳(300)。