成像光路和头戴显示设备制造技术

本发明专利技术公开了一种成像光路和头戴显示设备，成像光路包括：成像光路包括：显示屏幕和胶合镜组，显示屏幕发射成像光线；胶合镜组设于成像光线的出射方向，胶合镜组包括第一透镜和第二透镜，第一透镜和第二透镜沿成像光线传播方向依次设置，第一透镜面向显示屏幕的表面为第一表面，第一表面向显示屏幕凸起，第一表面设置半反半透膜，第一透镜和第二透镜之间设置胶合膜层，胶合膜层包括沿成像光线的传播方向依次设置四分之一波片和偏振反射膜。本发明专利技术的技术方案能够减少灰尘沉积在透镜的表面，使光线顺利通过透镜，从而避免成像画面缺失，保证成像画面的亮度较亮。

【技术实现步骤摘要】
成像光路和头戴显示设备
本专利技术涉及近眼显示
，尤其涉及一种成像光路和头戴显示设备。
技术介绍
目前的虚拟现实设备中，通常将设备中的显示屏幕的光线经过成像系统的传递和放大后传递至人眼，而为了实现图像的放大，成像系统通常需要多个透镜组合的方式实现。多个透镜是分离式的设计，透镜和透镜之间存在间隙，外界环境中的灰尘通过透镜和透镜之间的间隔进入到成像系统中，灰尘沉积在透镜的表面，沉积的灰尘会影响光线的顺利通过，如此导致成像系统的成像画面缺失或者是成像画面的亮度较暗。
技术实现思路
基于此，针对灰尘沉积在透镜的表面，影响光线的顺利通过，导致成像系统的成像画面缺失或者是成像画面的亮度较暗的问题，有必要提供一种成像光路和头戴显示设备，旨在能够减少灰尘沉积在透镜的表面，使光线顺利通过透镜，从而避免成像画面缺失，保证成像画面的亮度较亮。为实现上述目的，本专利技术提出的一种成像光路，所述成像光路包括：显示屏幕，所述显示屏幕发射成像光线；和胶合镜组，所述胶合镜组设于所述成像光线的出射方向，所述胶合镜组包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜沿所述成像光线传播方向依次设置；所述第一透镜面向所述显示屏幕的表面为第一表面，所述第一表面向所述显示屏幕凸起；所述第一表面设置半反半透膜，所述第一透镜和所述第二透镜之间设置胶合膜层，所述胶合膜层包括沿所述成像光线的传播方向依次设置四分之一波片和偏振反射膜。可选地，所述第一透镜背向所述显示屏幕的表面为第二表面，所述四分之一波片设于所述第二表面；所述第二透镜面向所述第一透镜的表面为第三表面，所述胶合膜层还包括偏光膜，所述偏光膜设于所述第三表面，所述偏振反射膜设于所述偏光膜面向所述第一透镜的一侧。可选地，所述第二透镜背离所述第一透镜的表面为第四表面，所述第二表面、所述第三表面和所述第四表面至少其中之一设置增透膜。可选地，所述第一表面和所述第四表面至少其中之一为非球面。可选地，所述第二表面和所述第三表面的形状相同。可选地，所述第二表面和所述第三表面的面型为平面，定义所述第一透镜的光焦度为所述第二透镜的光焦度为所述第一透镜的厚度为T1，所述第二透镜的厚度为T2；则满足：2.0mm＜T1＜8.0mm，2.0mm＜T2＜5.0mm，所述成像光路的光学畸变小于30％、色差小于70um、视角角度大于90°。可选地，所述第二表面和所述第三表面的面型为非球面，所述第二表面和所述第三表面向所述显示屏幕凸起，定义所述第一透镜的光焦度为所述第二透镜的光焦度为所述第一透镜的厚度为T3，所述第二透镜的厚度为T4；2.0mm＜T3＜5.0mm，2.0mm＜T4＜8.0mm，所述成像光路的色差小于190um、视角角度大于100°。可选地，所述胶合膜层还包括胶合层，所述胶合层设于所述四分之一波片和所述偏振反射膜之间。可选地，所述成像光路包括效验组件，所述效验组件连接于所述胶合镜组，所述效验组件用于调整所述胶合镜组和所述显示屏幕之间的距离。此外，为了实现上述目的，本专利技术还提供一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括外壳和如上文所述的成像光路，所述成像光路设于所述外壳。本专利技术提出的技术方案中，显示屏幕发射成像光线，成像光线穿过胶合镜组，胶合镜组包括第一透镜和第二透镜，成像光线依次穿过第一透镜和第二透镜。第一透镜面向的第一表面设置半反半透膜，第一透镜和第二透镜之间设置胶合膜层，胶合膜层包括四分之一波片和偏振反射膜。其中，成像光线在由显示屏幕射出后，成像光线经过半反半透膜透射时，一部分成像光线反射，一部分成像光线透射。透射半反半透膜的成像光线穿过第一透镜。成像光线射向四分之一波片，在四分之一波片的作用下成像光线的偏振状态由圆偏振转化为线偏振，线偏振状态的成像光线射向偏振反射膜，此时，偏振反射膜的偏振透过方向和线偏振状态的成像光线的偏振方向不同，成像光线无法穿过偏振反射膜，被偏振反射膜反射回四分之一波片。成像光线穿过四分之一波片后，线偏振状态再次转化为圆偏振状态，并射向半反半透膜。成像光线在半反半透膜表面再次发生反射和透射，一部分成像光线再次被反射向四分之一波片，再次产生线偏振状态的成像光线，经过两次反射，线偏振状态的成像光线的偏振角度发生转动，此时，成像光线的偏振方向和偏振反射膜的偏振方向相同，成像光线穿过偏振反射膜，并在用户人眼位置显示成像。由此可知，显示成像主要通过胶合镜组，第一透镜和第二透镜之间胶合设置，没有空气间隙，因此外界环境中的灰尘难以进入第一透镜和第二透镜之间之间。从而灰尘难以沉积在第一透镜或第二透镜的表面，继而保证成像光线能够顺利通过，减少灰尘对成像系统的影响，避免成像画面缺失，使成像画面的亮度较亮。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术成像光路一实施例的结构示意图；图2为图1中胶合膜层的结构示意图；图3为图1中第一透镜和第二透镜的结构示意图；图4为本专利技术成像光路另一实施例的结构示意图；图5为图4中第一透镜和第二透镜的结构示意图；图6为图1中成像光路的点列图；图7为图1中成像光路的调制传递函数曲线图；图8为图1中成像光路的畸变图；图9为图1中成像光路的垂轴色差图；图10为图4中成像光路的点列图；图11为图4中成像光路的调制传递函数曲线图；图12为图4中成像光路的畸变图；图13为图4中成像光路的垂轴色差图。附图标号说明：标号名称标号名称10显示屏幕222第四表面110成像光线30胶合膜层20胶合镜组310四分之一波片210第一透镜320胶合层211第一表面330偏振反射膜212第二表面340偏光膜220第二透镜40保护板221第三表面本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。...

【技术保护点】
1.一种成像光路，其特征在于，所述成像光路包括：/n显示屏幕，所述显示屏幕发射成像光线；和/n胶合镜组，所述胶合镜组设于所述成像光线的出射方向，所述胶合镜组包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜沿所述成像光线传播方向依次设置；/n所述第一透镜面向所述显示屏幕的表面为第一表面，所述第一表面向所述显示屏幕凸起；/n所述第一表面设置半反半透膜，所述第一透镜和所述第二透镜之间设置胶合膜层，所述胶合膜层包括沿所述成像光线的传播方向依次设置四分之一波片和偏振反射膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种成像光路，其特征在于，所述成像光路包括：
显示屏幕，所述显示屏幕发射成像光线；和
胶合镜组，所述胶合镜组设于所述成像光线的出射方向，所述胶合镜组包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜沿所述成像光线传播方向依次设置；
所述第一透镜面向所述显示屏幕的表面为第一表面，所述第一表面向所述显示屏幕凸起；
所述第一表面设置半反半透膜，所述第一透镜和所述第二透镜之间设置胶合膜层，所述胶合膜层包括沿所述成像光线的传播方向依次设置四分之一波片和偏振反射膜。


2.如权利要求1所述的成像光路，其特征在于，所述第一透镜背向所述显示屏幕的表面为第二表面，所述四分之一波片设于所述第二表面；
所述第二透镜面向所述第一透镜的表面为第三表面，所述胶合膜层还包括偏光膜，所述偏光膜设于所述第三表面，所述偏振反射膜设于所述偏光膜面向所述第一透镜的一侧。


3.如权利要求2所述的成像光路，其特征在于，所述第二透镜背离所述第一透镜的表面为第四表面，所述第二表面、所述第三表面和所述第四表面至少其中之一设置增透膜。


4.如权利要求3所述的成像光路，其特征在于，所述第一表面和所述第四表面至少其中之一为非球面。


5.如权利要求2所述的成像光路，其特征在于，所述第二表面和所述第三表面的形状相同。


6...

【专利技术属性】
技术研发人员：史柴源，宋文宝，
申请(专利权)人：歌尔光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37