[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

说明书

本发明公开了一种微型显示器成像光学系统及具备VR/AR功能的设备，所述的微型显示器成像光学系统包括微型显示器及光学棱镜,其特征在于:所述的光学棱镜上设置入射面、全反射面和出射面,其中入射面位于光学棱镜的顶部，出射面和全反射面位于光学棱镜的左右两侧，出射面处于靠近人的眼球的一侧，微型显示器上视频图像产生的光线从入射面进入光学棱镜，并被全反射面反射到出射面，再从出射面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的放大处理，在人的眼球形成放大的虚像,它的光学棱镜设计合理，简化结构，缩短在光学棱镜的光路，提高成像质量。

技术领域

本发明涉及一种微型显示器成像光学系统及具备VR/AR功能的设备。

背景技术

微型显示器成像光学系统，一般采用自由曲面面型的光学棱镜，在各种领域具有不同的应用，为产品改进或者技术革新带来了很多新的突破，目前对具有显示功能的产品需求越来越日益增多，各高校、研究所和公司等单位对具有这样的产品的需求也呈快速增长趋势。

传统的微型显示器成像光学系统，多是采用几片透镜来完成对微小显示器件的显示，由于光学元件多，装调比较繁琐，而且由于元件的增加，也导致了成本的增加，采用单一棱镜的方案具有很多灵活性，比如可以采用注塑的方式完成生产，可以减少光学元件的数量，可以在光学表面上采用非球面和自由曲面、甚至衍射光学表面。

总体来说，采用传统的或者原有的微型显示器成像光学系统要么周期长，产能低；要么成本高，致使光学结构的价格昂贵。因此，旧的方法限于制作成本或者元件数量或者尺寸的原因，难以满足产品微小化、轻量化的需求。

目前，虽然存在单一光学棱镜的解决方案，但光路设计不合理，目前对于近视或者远视的使用者需要佩戴近视眼镜或者远视眼镜后再佩戴AR/AR功能的设备才能看清图像，使用十分不便,微小显示器件在光学棱镜要至少2次的反射，同一个面要具有反射和折射两种功能，全反射面一定要镀上增反膜才能达到要求，工序麻烦，成本增加,结构复杂，光路过长，信号损失较多，影响成像质量，有鉴于此，必须对微型显示器成像光学系统进行改良，以满足越来越日益增多的产品需求。

发明内容

本发明提供一种微型显示器成像光学系统及具备VR/AR功能的设备，用以解决现有技术中光学棱镜设计不合理，结构复杂，光路过长影响成像质量的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种微型显示器成像光学系统,包括微型显示器及光学棱镜,其特征在于:所述的光学棱镜上设置入射面、全反射面和出射面,其中入射面位于光学棱镜的顶部，出射面和全反射面位于光学棱镜的左右两侧，出射面处于靠近人的眼球的一侧，微型显示器上视频图像产生的光线从入射面进入光学棱镜，并被全反射面反射到出射面，再从出射面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的放大处理，在人的眼球形成放大的虚像。

上述所述的全反射面和出射面的底端相交，全反射面和出射面顶端分别与入射面相交，所述的入射面、全反射面和出射面是非球面或者是Extended Polynomial面型或者是自由曲面。

上述的全反射面表面镀有增反膜。

上述的入射面表面和出射面表面镀增透膜。

上述的微型显示器是LCOS或者LCD或者OLED类型的微型显示芯片，光学棱镜是PC或者PMMA或者ZEONEX类型的光学级别的塑料材料制造。

上述在微型显示器与光学棱镜的入射面之间设置滤光片或者弧形玻璃罩，以增强成像质量。

上述的入射面(21)、全反射面(22)和出射面(23)都分别满足非球面公式：