CN111399226A - 一种近眼棱镜显示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种近眼棱镜显示系统。包括信号源、放大准直透镜组和光学图像传输系统，所述信号源设置在放大准直透镜组后部，光学图像传输系统设置在放大准直透镜组一端的前部。所述放大准直透镜组由菲涅尔透镜组或凹凸透镜组组成，所述光学图像传输系统包括道威棱镜和直角棱镜，所述直角棱镜的斜面与道威棱镜的斜面相贴。光学图像传输系统S1面、S2面分别镀有可见光增透膜，S3面细磨并涂有消光漆，S4面镀有可见光消偏振分光膜。本发明的优点在于系统整体结构简单，通过调整消偏振分光膜反射和透过比例调整现实图像和增强图像亮度。
Description
技术领域
本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种近眼棱镜显示系统。
背景技术
二十一世纪是光的世纪，尤其虚拟现实和增强现实是近几年被广泛关注的新技术，在游戏娱乐、教学教育、医疗领域、旅游展览、快递分炼、军事领域、网络视频通讯等领域都有广泛的应用。
而在AR设备中光学引擎是其核心部件，在设备成本中占比大，成本较高。现有设计是基于Lcos信号源和双偏振分光棱镜系统。Lcos芯片需要额外背光板照射，发光效率低，同时使用两片PBS，光学能量利用率低于25％，光学对比度低1000：1，能量利用率较低。
发明内容
为解决背景技术中提到的问题，本发明展示了一种近眼棱镜显示系统。
本发明提供一种增强现实(AR)实现的光学引擎系统，一种近眼棱镜显示系统。包括信号源、放大准直透镜组和光学图像传输系统，所述信号源设置在放大准直透镜组后部，光学图像传输系统设置在放大准直透镜组一端的前部。
进一步，放大准直透镜组设置为菲涅尔透镜组。
进一步，放大准直透镜组设置为凹凸透镜组。
进一步，光学图像传输系统包括道威棱镜和直角棱镜，所述直角棱镜的斜面与道威棱镜的斜面相贴。道威棱镜起到转折光路，与直角棱镜胶合，起到立方消偏振棱镜的作用。
进一步，光学图像传输系统S1面、S2面分别镀有可见光增透膜，S3面细磨并涂有消光漆，S4面镀有可见光消偏振分光膜。S1面、S2面镀有可见光增透膜，能够增加光透过率，减少杂散光，提高像面质量；S3面细磨并涂有消光漆，能够有效消除穿过消偏振分光膜后的无用光，防止反射影响像面质量；S4面镀有消偏振分光膜，能够按照设计需求反射信号源传输过来的光线到达眼球，同时能够让外界光线透过到达眼球。
本发明的有益效果：
本发明优点在于克服了基于Lcos芯片设计光路复杂问题，OLED或Microled芯片基于自发光，发光效率高，而且光学能量利用率可以提高到50％-80％之间，光学对比度高，大于10000：1；而且偏振分光棱镜制造成本远大于消偏振分光棱镜制造成本，能够降低生产陈本，同时能够节省电能提高续航能力，并且，为后续技术的推广提供了一种低成本的方案。.
附图说明
图1一种近眼棱镜显示系统整体结构示意图；
图2为R/T＝5:5消偏振膜设计分光效果图；
图3为R/T＝7:3消偏振膜设计分光效果图；
其中：1、信号源；2、放大准直透镜组；3、光学图像传输系统；31、道威棱镜；311、S1面；312、S2面；32、直角棱镜；321、S3面；322、S4面；4、人眼。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明技术方案，下面结合附图对本发明技术方案进行详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，一种近眼棱镜显示系统，包括信号源1、放大准直透镜组2和光学图像传输系统3，所述信号源1设置在放大准直透镜组2后部，光学图像传输3系统设置在放大准直透镜组2一端的前部。
信号源1用于显示增强图像，信号源1可以是自发光的有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode即OLED)显示芯片或者微型发光二极管(MicroLightEmittingDiode即MicroLed)显示芯片。
放大准直透镜组2用于将信号源1显示增强的图像进行放大准直，并投影耦合进光学图像传输系统3。放大准直透镜组2可选择菲涅尔透镜组或凹凸透镜组，透镜组制作材料为光学玻璃或光学树脂。
光图像传输系统3将增强显示图像传输投射到人眼4中，光学图像传输系统3包括道威棱镜31和直角棱镜32，棱镜制作材料为光学玻璃或光学树脂。光学图像传输系统S1面311、S2面312分别镀有可见光增透膜，S3面321细磨并涂有消光漆，S4面322镀有可见光消偏振分光膜。S1面311、S2面312镀有可见光增透膜，能够增加光透过率，减少杂散光，提高像面质量；S3面321细磨并涂有消光漆，能够有效消除穿过消偏振分光膜后的无用光，防止反射影响像面质量；S4面322镀有消偏振分光膜，能够按照设计需求反射信号源传输过来的光线到达眼球，同时能够让外界光线透过到达眼球。
如图2和图3分光效果图，在不同使用场合可以选用不同透反比例，例如在户外外部光线比较强的场景下可以选择R/T＝7：3设计；而在仓库光线比较昏暗场景下，可以选择R:T＝5:5设计。
以上所述，仅是本发明的的最佳实施例而已，并非对本发明的任何形式的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下利用上述揭示的方法和内容对本发明做出的许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。
Claims (5)
1.一种近眼棱镜显示系统，其特征在于：包括信号源、放大准直透镜组和光学图像传输系统，所述信号源设置在放大准直透镜组后部，光学图像传输系统设置在放大准直透镜组一端的前部。
2.根根据权利要求1所述的一种近眼棱镜显示系统，其特征在于：放大准直透镜组设置为菲涅尔透镜组。
3.根根据权利要求1所述的一种近眼棱镜显示系统，其特征在于：放大准直透镜组设置为凹凸透镜组。
4.根根据权利要求1所述的一种近眼棱镜显示系统，其特征在于：光学图像传输系统包括道威棱镜和直角棱镜，所述直角棱镜的斜面与道威棱镜的斜面相贴。
5.根据权利要求4所述的一种近眼棱镜显示系统，其特征在于：光学图像传输系统包括S1面、S2面、S3面和S4面，S1面、S2面分别镀有可见光增透膜，S3面细磨并涂有消光漆，S4面镀有可见光消偏振分光膜。
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