CN104793337A - 虚像显示模块与光学镜头 - Google Patents

虚像显示模块与光学镜头 Download PDF

Info

Publication number
CN104793337A
CN104793337A CN201410541152.2A CN201410541152A CN104793337A CN 104793337 A CN104793337 A CN 104793337A CN 201410541152 A CN201410541152 A CN 201410541152A CN 104793337 A CN104793337 A CN 104793337A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
image display
virtual image
reflector element
optical elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410541152.2A
Other languages
English (en)
Inventor
魏仲廷
谢启堂
黄子骅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coretronic Corp
Original Assignee
Coretronic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Coretronic Corp filed Critical Coretronic Corp
Publication of CN104793337A publication Critical patent/CN104793337A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • G02B27/0172Head mounted characterised by optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0149Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/015Head-up displays characterised by mechanical features involving arrangement aiming to get less bulky devices
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0149Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0152Head-up displays characterised by mechanical features involving arrangement aiming to get lighter or better balanced devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

一种虚像显示模块,配置于一使用者的至少一眼睛前方,包括一影像显示单元以及一光学镜头。影像显示单元提供一影像光束。光学镜头包括一反射单元、一第一透镜、一第二透镜以及一绕射光学元件,位于影像光束的传递路径上。第一透镜位于影像显示单元与反射单元之间。反射单元位于第一透镜以及第二透镜之间。第二透镜位于反射单元与眼睛之间。绕射光学元件、反射单元、第一透镜以及第二透镜各自为一独立光学元件。影像光束经由第一透镜、反射单元、第二透镜以及绕射光学元件传递至眼睛,以显示一虚像。此外,一种光学镜头也被提出。

Description

虚像显示模块与光学镜头
技术领域
本发明关于一种显示模块与光学模块,且特别是关于一种虚像显示模块与光学镜头。
背景技术
随着显示技术的进步及人们对于高科技的渴望,虚拟实境(virtualreality)与扩充实境(augmented reality)的技术已渐趋成熟,其中头戴式显示器(head mounted display,HMD)则是用以实现此技术的显示器。头戴式显示器的发展历史可以追溯到1970年代的美国军方,其利用一个光学投影系统,将显示器元件上的影像或文字信息投影到使用者的眼中。近年来,随着微型显示器中的解析度越来越高,尺寸功耗越来越小,头戴式显示器也发展成为一种携带式(portable)显示装置。除了在军事领域外,其它诸如工业生产、模拟训练、立体显示、医疗、运动、导航和电子游戏等相关领域,头戴式显示器的显示技术也都有所成长而占据了重要的地位。
一般而言,头戴式显示器通常会使用近眼显示光学系统(Near EyeDisplay,NED)来产生影像。由于近眼显示光学系统仅离人眼几公分的距离,且由于头戴式显示器需穿戴在头上,因此如何于头戴式显示器中设置重量轻、厚度薄、尺寸短的光学系统变成进行设计上的必要考量。但与此同时,为达到显示器的高解析度、高色彩表现,光学系统通常会利用增加镜片数目来消除像差并提升影像品质。如此一来,头戴式显示器的体积以及重量都易造成使用者的不适感。因此,如何兼顾头戴式显示器的影像品质与轻薄短小的体积需求,已成为相关领域技术发展的重要课题之一。
美国专利文献第6011653号、第7884985号、第8184350号、第6903875号、第7889429号以及第7586686号都揭露一种头戴式显示器。
发明内容
本发明提供一种虚像显示模块与光学镜头,其具有小体积、良好成像品质及低成本的优点。
本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的,本发明的一实施例提出一种虚像显示模块,配置于一使用者的至少一眼睛的前方。虚像显示模块包括一影像显示单元以及一光学镜头。影像显示单元用于提供一影像光束。光学镜头包括一反射单元、一第一透镜、一第二透镜以及一绕射光学元件。反射单元、第一透镜、第二透镜与绕射光学元件位于影像光束的传递路径上。第一透镜位于影像显示单元与反射单元之间。反射单元位于第一透镜以及第二透镜之间。第二透镜位于反射单元与眼睛之间。绕射光学元件、反射单元、第一透镜以及第二透镜可以各自为一独立光学元件,但并不限于此。影像光束经由第一透镜、反射单元、第二透镜以及绕射光学元件传递至眼睛,以显示一虚像。
为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的,本发明的一实施例提出一种上述的光学镜头,用于使一影像光束传递至一使用者的至少一眼睛,以显示一虚像。
在本发明的一实施例中,上述的第一透镜相对于影像显示单元移动,以调整虚像的成像位置及成像画面尺寸。
在本发明的一实施例中,上述的第一透镜相对于反射单元移动,以调整虚像的成像位置及成像画面尺寸。
在本发明的一实施例中,调整光学镜头与影像显示单元的相对距离,以调整虚像的成像位置及成像画面尺寸。
在本发明的一实施例中,上述的第一透镜的其中一表面为非球面。
在本发明的一实施例中,上述的第二透镜的其中一表面为非球面。
在本发明的一实施例中,上述的绕射光学元件位于影像显示单元与第一透镜之间。
在本发明的一实施例中,上述的绕射光学元件位于第一透镜与反射单元之间。
在本发明的一实施例中,上述的绕射光学元件位于反射单元与第二透镜之间。
在本发明的一实施例中,上述的绕射光学元件位于第二透镜与眼睛之间。
在本发明的一实施例中,上述的第一透镜、反射单元、第二透镜以及绕射光学元件之间都具有空间间距。
基于上述,本发明的实施例可实现下列优点或功效的至少其中之一。本发明的实施例的虚像显示模块与光学镜头借助绕射光学元件的配置,将可达到具有良好的成像品质,也可同时具有重量轻及体积小的结构。此外,借助绕射光学元件、反射单元、第一透镜以及第二透镜可各自为独立的光学元件的结构,可使虚像显示模块与光学镜头达到重量减轻的目的,且达到提升产品制造良率并同时降低成本的效果。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的一种虚像显示模块的示意图。
图2是本发明另一实施例的一种虚像显示模块的示意图。
图3是本发明又一实施例的一种虚像显示模块的示意图。
图4是本发明再一实施例的一种虚像显示模块的示意图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效,在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中,将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语,例如:上、下、左、右、前或后等,仅是参考附图的方向。因此,使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
图1是本发明一实施例的一种虚像显示模块的示意图。请参照图1,在本实施例中,虚像显示模块100配置于一使用者的至少一眼睛EY的前方。虚像显示模块100包括一影像显示单元110以及一光学镜头120。影像显示单元110提供一影像光束70。举例而言,在本实施例中,影像显示单元110可为一微型液晶显示面板(Liquid CrystalDisplay panel,LCD panel)、一硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCOS)微型显示器、数字微型反射镜元件(Digital Micromirror Device,DMD)或其它种类的微型显示器,但本发明不限于此。
另一方面,在本实施例中,光学镜头120包括一反射单元121、一第一透镜122、一第二透镜123以及一绕射光学元件124。举例而言,反射单元121例如为反射镜或镀有反射金属膜层,使影像光束70的光传递路径进行转折,但本发明不限于此。在另一实施例中,反射单元121也可为一具有部分穿透部分反射功能的分光元件,可对入射光线提供部分光线穿透及部分反射的作用,以达到使部分的影像光束70进行转折传递至眼睛EY,并同时也可将外界环境的影像光束穿过反射单元121后传递至眼睛EY,而使虚像显示模块100同时具有透视(see-through)的功能。
此外,在本实施例中,一第一透镜122与一第二透镜123的材质例如为光学塑胶,而可藉此减轻光学镜头120与虚像显示模块100的重量。更详细而言,在本实施例中,第一透镜122以及第二透镜123的屈光度都为正。此外,在本实施例中,第一透镜122的其中一表面为非球面以及第二透镜123的其中一表面为非球面。举例而言,第一透镜122的表面S101与第二透镜123的表面S105为非球面。如此,借助第一透镜122的其中一表面为非球面以及第二透镜123的其中一表面为非球面的设计,可减低光学镜头120与虚像显示模块100的像差。
另一方面,由于一般透镜因不同波长的色光无法聚焦于相同的平面上,进而会造成色差(chromatic aberration)现象。为了克服上述色差问题,在本实施例中,绕射光学元件124例如可采用绕射光栅(diffractive grating)、全像片(holographic optical element)、二元光学元件(binary optical element)、绕射式菲涅耳透镜(diffractive Fresnellens)等可使影像光束70产生绕射效果的光学元件,而可消除色差。如此,光学镜头120可具有良好的色差矫正效果,而具有良好的成像品质,也可同时具有重量轻及体积小的结构。
此外,在本实施例中,绕射光学元件124、反射单元121、第一透镜122以及第二透镜123各自为一独立光学元件。如图1所示,在本实施例中,第一透镜122与反射单元121、反射单元121与第二透镜123以及第二透镜123与绕射光学元件124之间分别具有空间间距。换言之,在本实施例中,有别于一般棱镜的结构设计,本实施例的光学镜头120与虚像显示模块100可借助分离镜片式的结构设计,来达到重量减轻的目的。此外,在本实施例中,由于绕射光学元件124与其它光学元件(例如反射单元121、第一透镜122以及第二透镜123)分开制作,因此,将不必受限于其它光学元件的形状及尺寸。举例而言,在本实施例中,绕射光学元件124可形成于一圆形平板(未示出)上,如此,将可大幅提高模具制造的简易性及产品射出成形的良率,以达到减低生产成本的目的。
请继续参照图1,具体而言,在本实施例中,反射单元121、第一透镜122、第二透镜123与绕射光学元件124位于影像光束70的传递路径上。第一透镜122位于影像显示单元110与反射单元121之间。反射单元121位于第一透镜122以及第二透镜123之间。第二透镜123位于反射单元121与使用者眼睛EY之间。绕射光学元件124位于第二透镜123与使用者眼睛EY之间。进一步而言,当影像光束70自影像显示单元110发出后,影像光束70将可经由第一透镜122传递至反射单元121,并借助反射单元121将影像光束70的传递路径转折,而达到缩短光学镜头120的轴向距离,以使光学镜头120及虚像显示模块100具有薄型化的结构设计。举例而言,在本实施例中,影像光束70的传递路径转折的角度约为90度左右,但本发明不限于此。在其它的实施例中,影像光束70的传递路径转折的角度可落在70度至110度的范围之间。接着,被反射单元121所反射的影像光束70可再经由第二透镜123以及绕射光学元件124传递至使用者眼睛EY,以显示一虚像。应注意的是,上述各参数范围仅作为例示说明,其并非用以限定本发明。
更进一步而言,在本实施例中,使用者也可依据个人习惯并通过控制单元(未示出)使第一透镜122相对于影像显示单元110(或反射单元121)移动,或调整光学镜头120与影像显示单元110的相对距离以调整虚像的成像位置及成像画面尺寸,而有助于提升使用虚像显示模块100的便利性。另一方面,对于有近视或远视的使用者,虚像显示装置也可通过控制单元(未示出)使第一透镜122相对于影像显示单元110(或反射单元121)移动,或调整光学镜头120与影像显示单元110的相对距离的同时,来适应不同使用者眼睛EY的屈光度。因此,在本实施例中,有近视或远视的使用者可不必额外佩带矫正眼镜而也可清楚地观察虚像显示装置所显示的画面。
根据以上所述,虚像显示模块100与光学镜头120借助绕射光学元件124的配置,将可达到具有良好的成像品质,也可同时具有重量轻及体积小的结构。此外,借助绕射光学元件124、反射单元121、第一透镜122以及第二透镜123各自为独立的光学元件的结构,可使虚像显示模块100与光学镜头120达到重量减轻的目的,且达到提升产品制造良率并同时降低成本的效果。另一方面,虚像显示模块100与光学镜头120也可借助调整第一透镜122相对于影像显示单元110(或反射单元121)的距离,或借助调整光学镜头120与影像显示单元110的相对距离来调整虚像的成像位置及成像画面尺寸,以提升使用虚像显示模块100的便利性,且同时可使有近视或远视的使用者可不必额外佩带矫正眼镜而也可清楚地观察虚像显示装置所显示的画面。
以下内容将举出虚像显示模块100的一实施例,然而,下文中所列举的数据资料并非用以限定本发明,任何本领域技术人员在参照本发明之后,当可对其参数或设定作适当的更动,但其仍应属于本发明的范畴内。
〈表一〉
在表一中,曲率半径是指每一表面的曲率半径,间距是指两相邻表面间的距离。举例来说,表面S101的间距,即表面S101至表面S102在光轴上的距离。备注栏中各透镜所对应的厚度,请参照同列中各间距所对应的数值。此外,表面S00是影像显示单元110的显示面,且值得一提的是因光学软件会有仿真的误差,导致表面类型为球面而曲率半径则为无限大,但不影响本发明。表面S101是第一透镜122朝向影像显示单元110的表面,表面S102是第一透镜122朝向反射单元121的表面,表面S103是反射单元121的反射面。表面S104、S105是第二透镜123的两表面。表面S106、S107是绕射光学元件124的两表面。
承上述,表面S101与S105为非球面,而非球面的公式如下:
z = cr 2 1 + 1 - ( 1 + k ) c 2 r 2 + α 1 r 2 + α 2 r 4 + α 3 r 6
其中,z为光轴方向的偏移量。c是密切球面(osculating sphere)的曲率,也就是接近光轴处的曲率半径的倒数(如表格内S101与S105的曲率半径)。k为圆锥常数(conic constant)。r是非球面高度,即为从透镜中心往透镜边缘的高度,从公式中可得知,不同的r会对应出不同的z值。α1、α2、α3为非球面系数(aspheric coefficient)。表面S101与S105的非球面系数及k值如表二所示:
〈表二〉
表面 k α1 α2 α3
S101 -12.6 0 -6.70E-05 0
S105 -2 0 -7.30E-05 0
承上述,而表面S106为绕射面,而绕射面的公式如下:
Φ = M Σ i = 1 N A i ρ 2 i
其中,Φ是相位曲线方程(phase profile function)、ρ是正规化的径向孔径(radial aperture)高度,Ai是归一化的径向孔径(radialaperture)高度(即ρ)的偶次幂偕系数,M是绕射阶数。从公式中可得知,不同的ρ值会对应出不同的Φ值。表面S106的各阶ρ值的系数Ai如表三所示:
〈表三〉
表面 A2 A4 A6
S106 -700 35 -7.6
此外,前述的光学镜头120虽以绕射光学元件124位于第二透镜123与使用者眼睛EY之间为例示,但本发明并不限于此。在其它的实施例中,绕射光学元件124也可位于别处,以下将搭配图2至图4进行进一步地解说。
图2是本发明另一实施例的一种虚像显示模块的示意图。请参照图2,本实施例的虚像显示模块200与图1的虚像显示模块100类似,而两者的差异如下所述。在本实施例的虚像显示模块200中,绕射光学元件124位于影像显示单元110与第一透镜122之间。此外,在本实施例中,虚像显示模块200的作动机制与虚像显示模块100的作动机制类似,相关细节请参考上述段落,在此不再重述。并且,由于虚像显示模块200与虚像显示模块100结构相似,因此都可借助绕射光学元件124的配置,达到具有良好的成像品质,也可同时具有重量轻及体积小的结构。因此,虚像显示模块200同样具有虚像显示模块100所提及的优点,在此也不再赘述。
以下内容将举出虚像显示模块200的一实施例,然而,下文中所列举的数据资料并非用以限定本发明,任何本领域技术人员在参照本发明之后,当可对其参数或设定作适当的更动,但其仍应属于本发明的范畴内。
〈表四〉
在表四中,曲率半径与间距所代表的意义与表一相同,可参照对表一的说明,在此不再重述。此外,表面S201是绕射光学元件124朝向影像显示单元110的表面,表面S202是绕射光学元件124朝向第一透镜122的表面。表面S203、S204是第一透镜122的两表面。表面S205是反射单元121的反射面。表面S206、S207是第二透镜123的两表面。
承上述,表面S203与S207为非球面,表面S202为绕射面,其公式相同于上述表一所适用的公式,其中各参数的物理意义可参照对表一的说明,在此不再重述。表面S203与S207的非球面系数、各参数值及表面S202的绕射面各参数值如表五与表六所示:
〈表五〉
表面 k α1 α2 α3
S203 25.5 0 -4.30E-04 0
S207 -1.7 0 -7.80E-05 0
〈表六〉
表面 A2 A4 A6
S202 -2700 -350 820
图3是本发明又一实施例的一种虚像显示模块的示意图。请参照图3,本实施例的虚像显示模块300与图1的虚像显示模块100类似,而两者的差异如下所述。在本实施例的虚像显示模块300中,绕射光学元件124位于第一透镜122与反射单元121之间。在本实施例中,虚像显示模块300的作动机制与虚像显示模块100的作动机制类似,相关细节请参考上述段落,在此不再重述。并且,由于虚像显示模块300与虚像显示模块100结构相似,因此都可借助绕射光学元件124的配置,达到具有良好的成像品质,也可同时具有重量轻及体积小的结构。因此,虚像显示模块300同样具有虚像显示模块100所提及的优点,在此也不再赘述。
以下内容将举出虚像显示模块300的一实施例,然而,下文中所列举的数据资料并非用以限定本发明,任何本领域技术人员在参照本发明之后,当可对其参数或设定作适当的更动,但其仍应属于本发明的范畴内。
〈表七〉
在表七中,曲率半径与间距所代表的意义与表一相同,可参照对表一的说明,在此不再重述。此外,表面S301是第一透镜122朝向影像显示单元110的表面,表面S302是第一透镜122朝向绕射光学元件124的表面。表面S303、S304是绕射光学元件124的两表面。表面S305是反射单元121的反射面。表面S306、S307是第二透镜123的两表面。
承上述,表面S301与S307为非球面,表面S304为绕射面,其公式相同于上述表一所适用的公式,其中各参数的物理意义可参照对表一的说明,在此不再重述。表面S301与S307的非球面系数、各参数值及表面S304的绕射面各参数值如表八与表九所示:
〈表八〉
表面 K α1 α2 α3
S301 19 0 -6.80E-04 0
S307 -1.6 0 -7.30E-05 0
〈表九〉
表面 A2 A4 A6
S304 -1800 -100 600
图4是本发明再一实施例的一种虚像显示模块的示意图。请参照图4,本实施例的虚像显示模块400与图1的虚像显示模块100类似,而两者的差异如下所述。在本实施例的虚像显示模块400中,绕射光学元件124位于反射单元121与第二透镜123之间。在本实施例中,虚像显示模块400的作动机制与虚像显示模块100的作动机制类似,相关细节请参考上述段落,在此不再重述。并且,由于虚像显示模块400与虚像显示模块100结构相似,因此都可借助绕射光学元件124的配置,达到具有良好的成像品质,也可同时具有重量轻及体积小的结构。因此,虚像显示模块400同样具有虚像显示模块100所提及的优点,在此也不再赘述。
以下内容将举出虚像显示模块400的一实施例,然而,下文中所列举的数据资料并非用以限定本发明,任何本领域技术人员在参照本发明之后,当可对其参数或设定作适当的更动,但其仍应属于本发明的范畴内。
〈表十〉
在表十中,曲率半径与间距所代表的意义与表一相同,可参照对表一的说明,在此不再重述。此外,表面S401是第一透镜122朝向影像显示单元110的表面,表面S402是第一透镜122朝向绕射光学元件124的表面。表面S403是反射单元121的反射面。表面S404、S405是绕射光学元件124的两表面。表面S406、S407是第二透镜123的两表面。
承上述,表面S401与S407为非球面,表面S404为绕射面,其公式相同于上述表一所适用的公式,其中各参数的物理意义可参照对表一的说明,在此不再重述。表面S401与S407的非球面系数、各参数值及表面S404的各参数值如表十一与表十二所示:
〈表十一〉
表面 k α1 α2 α3
S401 6 0 -5.00E-04 0
S407 -1 0 -2.00E-05 0
〈表十二〉
表面 A2 A4 A6
S404 -800 140 -40
综上所述,本发明的实施例的虚像显示模块与光学镜头借助绕射光学元件取代低色散的玻璃镜片,将可达到消除色差而形成良好的成像品质,同时又具有重量轻及体积小的结构。此外,借助绕射光学元件、反射单元、第一透镜以及第二透镜分别为独立光学元件的结构,也可使虚像显示模块与光学镜头达到重量减轻的目的,且达到提升产品制造良率并同时降低成本的效果。另一方面,虚像显示模块与光学镜头也可借助调整第一透镜相对于影像显示单元(或反射单元)的距离,或调整光学镜头与影像显示单元的相对距离,来调整虚像的成像位置及成像画面尺寸,以提升使用虚像显示模块的便利性,且同时可使有近视或远视的使用者可不必额外佩带矫正眼镜而也可清楚地观察虚像显示装置所显示的画面。
但以上所述仅为本发明的优选实施例而已,不能以此限定本发明实施的范围,即所有依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单等效变化与修改,都仍属本发明专利覆盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须实现本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外,摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用,并非用来限制本发明的权利范围。
此外,本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件的名称或区别不同实施例或范围,而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
【符号说明】
70:影像光束
100、200、300、400:虚像显示模块
110:影像显示单元
120:光学镜头
121:反射单元
122:第一透镜
123:第二透镜
124:绕射光学元件
S00、S101、S102、S103、S104、S105、S106、S107、S201、S202、S203、S204、S205、S206、S207、S301、S302、S303、S304、S305、S306、S307、S401、S402、S403、S404、S405、S406、S407:表面
EY:眼睛

Claims (19)

1.一种虚像显示模块,配置于一使用者的至少一眼睛的前方,包括一影像显示单元以及一光学镜头:
所述影像显示单元用于提供一影像光束;
所述光学镜头包括一反射单元、一第一透镜、一第二透镜以及一绕射光学元件:
所述反射单元位于所述影像光束的传递路径上;
所述第一透镜配置于所述影像光束的传递路径上,且位于所述影像显示单元与所述反射单元之间;
所述第二透镜配置于所述影像光束的传递路径上,其中所述反射单元位于所述第一透镜以及所述第二透镜之间,且所述第二透镜位于所述反射单元与所述眼睛之间;
所述绕射光学元件位于所述影像光束的传递路径上,其中所述绕射光学元件、所述反射单元、所述第一透镜以及所述第二透镜分别为一独立的光学元件,且所述影像光束经由所述第一透镜、所述反射单元、所述第二透镜以及所述绕射光学元件传递至所述眼睛,以显示一虚像。
2.如权利要求1所述的虚像显示模块,其特征在于,所述第一透镜相对于所述影像显示单元移动,以调整所述虚像的成像位置及成像画面尺寸。
3.如权利要求1所述的虚像显示模块,其特征在于,所述光学镜头相对于所述影像显示单元移动,以调整所述虚像的成像位置及成像画面尺寸。
4.如权利要求1所述的虚像显示模块,其特征在于,所述第一透镜的其中一表面为非球面。
5.如权利要求1所述的虚像显示模块,其特征在于,所述第二透镜的其中一表面为非球面。
6.如权利要求1所述的虚像显示模块,其特征在于,所述绕射光学元件位于所述影像显示单元与所述第一透镜之间。
7.如权利要求1所述的虚像显示模块,其特征在于,所述绕射光学元件位于所述第一透镜与所述反射单元之间。
8.如权利要求1所述的虚像显示模块,其特征在于,所述绕射光学元件位于所述反射单元与所述第二透镜之间。
9.如权利要求1所述的虚像显示模块,其特征在于,所述绕射光学元件位于所述第二透镜与所述眼睛之间。
10.如权利要求1所述的虚像显示模块,其特征在于,所述绕射光学元件、所述反射单元、所述第一透镜以及所述第二透镜之间都具有空间间距。
11.一种光学镜头,用于使一影像光束传递至一使用者的至少一眼睛,以显示一虚像,包括一反射单元、一第一透镜、一第二透镜以及一绕射光学元件:
所述反射单元位于所述影像光束的传递路径上;
所述第一透镜配置于所述影像光束的传递路径上;
所述第二透镜配置于所述影像光束的传递路径上,其中所述反射单元位于所述第一透镜以及所述第二透镜之间,且所述第二透镜位于所述反射单元与所述眼睛之间;
所述绕射光学元件位于所述影像光束的传递路径上,其中所述绕射光学元件、所述反射单元、所述第一透镜以及所述第二透镜分别为一独立光学元件,且所述影像光束经由所述第一透镜、所述反射单元、所述第二透镜以及所述绕射光学元件传递至所述眼睛,以显示一虚像。
12.如权利要求11所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜相对于所述反射单元移动,以调整所述虚像的成像位置及成像画面尺寸。
13.如权利要求11所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头相对于所述影像显示单元移动,以调整所述虚像的成像位置及成像画面尺寸。
14.如权利要求11所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的其中一表面为非球面。
15.如权利要求11所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的其中一表面为非球面。
16.如权利要求11所述的光学镜头,其特征在于,所述绕射光学元件位于所述第一透镜与所述反射单元之间。
17.如权利要求11所述的光学镜头,其特征在于,所述绕射光学元件位于所述反射单元与所述第二透镜之间。
18.如权利要求11所述的光学镜头,其特征在于,所述绕射光学元件位于所述第二透镜与所述眼睛之间。
19.如权利要求11所述的光学镜头,其特征在于,所述绕射光学元件、所述反射单元、所述第一透镜以及所述第二透镜之间都具有空间间距。
CN201410541152.2A 2014-01-16 2014-10-14 虚像显示模块与光学镜头 Pending CN104793337A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103101622A TWI531817B (zh) 2014-01-16 2014-01-16 虛像顯示模組與光學鏡頭
TW103101622 2014-01-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104793337A true CN104793337A (zh) 2015-07-22

Family

ID=53521241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410541152.2A Pending CN104793337A (zh) 2014-01-16 2014-10-14 虚像显示模块与光学镜头

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20150198809A1 (zh)
CN (1) CN104793337A (zh)
TW (1) TWI531817B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106338831A (zh) * 2016-08-31 2017-01-18 深圳超多维科技有限公司 图像显示装置及头戴式显示设备
WO2017041308A1 (zh) * 2015-09-13 2017-03-16 深圳市柔宇科技有限公司 光学模组、光学装置及穿戴式显示装置
CN107852474A (zh) * 2015-08-11 2018-03-27 索尼互动娱乐股份有限公司 头戴式显示器
CN108931854A (zh) * 2018-07-20 2018-12-04 青岛海信电器股份有限公司 虚拟现实的分辨率的调节方法、装置和虚拟现实设备
CN114545626A (zh) * 2021-10-27 2022-05-27 歌尔光学科技有限公司 光学模组和头戴显示设备

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019505843A (ja) 2016-01-22 2019-02-28 コーニング インコーポレイテッド 広視野パーソナル表示装置
US10976551B2 (en) 2017-08-30 2021-04-13 Corning Incorporated Wide field personal display device
CN110346932B (zh) * 2018-04-02 2024-04-02 京东方科技集团股份有限公司 显示方法、显示装置
JP2023032278A (ja) * 2021-08-26 2023-03-09 キヤノン株式会社 映像表示装置およびその制御方法、プログラム
TWI848397B (zh) * 2022-10-12 2024-07-11 中強光電股份有限公司 人眼視覺量測裝置及其量測方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204975B1 (en) * 1998-12-22 2001-03-20 Virtual Vision, Inc. Reflective micro-display system
CN1570696A (zh) * 2003-07-22 2005-01-26 吕兴增 折射显示装置
TW201219829A (en) * 2010-11-08 2012-05-16 Seereal Technologies Sa Display device, in particular a head-mounted display

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE347120T1 (de) * 2003-09-03 2006-12-15 Zeiss Carl Hmd-vorrichtung (head mounted display) mit einer eine asphärische fläche aufweisenden abbildungsoptik

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204975B1 (en) * 1998-12-22 2001-03-20 Virtual Vision, Inc. Reflective micro-display system
CN1570696A (zh) * 2003-07-22 2005-01-26 吕兴增 折射显示装置
TW201219829A (en) * 2010-11-08 2012-05-16 Seereal Technologies Sa Display device, in particular a head-mounted display

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107852474A (zh) * 2015-08-11 2018-03-27 索尼互动娱乐股份有限公司 头戴式显示器
US10635901B2 (en) 2015-08-11 2020-04-28 Sony Interactive Entertainment Inc. Head-mounted display
US11126840B2 (en) 2015-08-11 2021-09-21 Sony Interactive Entertainment Inc. Head-mounted display
WO2017041308A1 (zh) * 2015-09-13 2017-03-16 深圳市柔宇科技有限公司 光学模组、光学装置及穿戴式显示装置
US10120175B2 (en) 2015-09-13 2018-11-06 Shenzhen Royole Technologies Co. Ltd. Optical module, optical device and wearable display device
CN106338831A (zh) * 2016-08-31 2017-01-18 深圳超多维科技有限公司 图像显示装置及头戴式显示设备
CN108931854A (zh) * 2018-07-20 2018-12-04 青岛海信电器股份有限公司 虚拟现实的分辨率的调节方法、装置和虚拟现实设备
CN108931854B (zh) * 2018-07-20 2021-08-31 海信视像科技股份有限公司 虚拟现实的分辨率的调节方法、装置和虚拟现实设备
CN114545626A (zh) * 2021-10-27 2022-05-27 歌尔光学科技有限公司 光学模组和头戴显示设备

Also Published As

Publication number Publication date
TW201530188A (zh) 2015-08-01
US20150198809A1 (en) 2015-07-16
TWI531817B (zh) 2016-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104793337A (zh) 虚像显示模块与光学镜头
CN105319713A (zh) 光学镜头与虚像显示模块
US10429613B2 (en) Ocular optical system
US20210373318A1 (en) Ocular optical system
US10095022B2 (en) Ocular optical system
KR20180110158A (ko) 근안 디스플레이용 색수차 보정 광학계
US10890696B2 (en) Ocular optical system
US11366314B2 (en) Ocular optical system
US10527819B2 (en) Ocular optical system
US10025066B1 (en) Ocular optical system
CN110579880B (zh) 一种近眼显示光学系统及近眼显示装置
US10139592B2 (en) Ocular optical system
CN107024766B (zh) 大视场角高像质的目镜光学系统及头戴显示装置
WO2023055606A1 (en) Ophthalmic lens assembly
CN106707497B (zh) 大视场角高像质的目镜光学系统及头戴显示装置
US12058303B2 (en) Ocular optical system
CN221378385U (zh) 光学系统和头戴显示设备
CN215769212U (zh) 具增强现实的光学系统
CN117192777B (zh) 光学系统和头戴显示设备
CN211905862U (zh) 基于菲涅尔透镜和光波导原理的增强现实光学装置
CN116529649A (zh) 光学系统和虚拟现实设备
CN115903220A (zh) 头戴式显示器
CN115728942A (zh) 具增强现实的光学系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150722