[发明专利]光学显示装置及头戴式成像装置

权利要求书

1.一种光学显示装置，其特征在于，包括：

多个显示模组，对称设置于单眼视线中心的周边区域，所述显示模组相对于人眼视线倾斜设置，且所述显示模组的出光侧面向人眼；

多个微透镜阵列，与多个所述显示模组一一对应，每个微透镜阵列位于对应的所述显示模组的出光侧，用于使得所述显示模组出射的光线转化成沿第一方向出射第一光线；

第一光学分束结构，位于所述微透镜阵列的出光侧，包括第一透明基材，和设置于所述第一透明基材面向所述微透镜阵列的一面的多个第一离子膜，多个所述第一离子膜与多个所述微透镜阵列一一对应，每个所述第一离子膜用于接收对应的所述微透镜阵列发出的所述第一光线、并透过所述第一光线中的第一部分光线，反射所述第一光线中的第二部分光线，所述第一部分光线位于人眼的视线范围之外；

第二光学分束结构，位于所述第一光学分束结构的反射光线的路径上，包括第二透明基材，和设置于所述第二透明基材面向所述第一光学分束结构的一面的多个第二离子膜，多个所述第二离子膜与多个所述第一离子膜一一对应，每个所述第二离子膜用于接收对应的所述第一离子膜反射的第二部分光线，并透过所述第二部分光线中的第三部分光线，并将所述第二部分光线中的第四部分光线反射回对应的所述第一离子膜，所述第一离子膜将所述第四部分光线中的第五部分光线透射至人眼、以在远离人眼的第一位置形成虚拟成像面；

所述第二透明基材包括多个与多个所述第二离子膜一一对应的多个承载部，每个所述承载部呈自由曲面；

相邻两个所述承载部之间的连接区域为平面或曲面，且所述连接区域与对应的所述承载部的连接处平滑过渡。

2.根据权利要求1所述的光学显示装置，其特征在于，所述第一离子膜为半透半反膜，且多个所述第一离子膜间隔设置于所述第一透明基材上。

3.根据权利要求1所述的光学显示装置，其特征在于，所述第一透明基材为平面或曲面，所述第一透明基材为曲面时，凹面面向所述第二光学分束结构设置。

4.根据权利要求1所述的光学显示装置，其特征在于，所述第一透明基材相对于人眼视线倾斜设置，以使得每个所述第一离子膜接收对应的所述微透镜阵列发出的第一光线，并将所述第一光线中的第二部分光线反射至对应的所述第二离子膜。

5.根据权利要求1所述的光学显示装置，其特征在于，所述第二离子膜为半透半反膜。

6.根据权利要求1所述的光学显示装置，其特征在于，相邻两个所述承载部之间的连接区域为曲面，所述连接区域面向所述第一光学分束结构的一面与对应的所述承载部面向所述第一光学分束结构的一面相切，且形成的切线半径R由以下公式获得：，其中，k为所述承载部的与所述连接区域连接处的斜率，d为所述连接区域在第一方向上的长度的一半，所述第一方向为垂直于人眼视线的方向。

7.根据权利要求6所述的光学显示装置，其特征在于，所述连接区域面向所述第一光学分束结构的一面为球面。

8.根据权利要求1所述的光学显示装置，其特征在于，所述第二透明基材远离所述第一光学分束结构的一侧设置有补偿透镜，用于使得入射至所述第二光学分束结构的平行光、以平行光的形式从所述第二光学分束结构中出射。

9.一种头戴式成像装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的光学显示装置。