[实用新型]一种光纤耦合波导近眼显示光学装置

说明书

本实用新型公开了一种光纤耦合波导近眼显示光学装置，包括依次连接的第一光传导组件、耦合光纤组件和第二光传导组件，第一光传导组件用于发射出图像光线并将图像光线准直进入耦合光纤组件中转，耦合光纤组件用于中转由第一光传导组件射入的图像光线，由多个圆形光纤阵列构成，阵列的长宽比为1：1‑4：1，经耦合光纤组件中转后的图像光线进入第二光传导组件，第二光传导组件设置有多个薄膜分光斜面，经过第二光传导组件转入人眼眼瞳；有益效果是：本实用新型通过设置的耦合光纤组件，能够达到缩小光机体积，减少透镜数量，减小成像光路与波导镜片的夹角，使近眼显示光学装置设计自由度更高，产品更加符合人体工程学。

技术领域

本实用新型涉及显示设备技术领域，具体涉及一种光纤耦合波导近眼显示光学装置。

背景技术

用于增强现实的头戴显示器可以让人们在查看周围环境的同时，将虚拟的图像投射到人眼，在军事，工业，娱乐，医疗，交通运输等领域有着重要的意义。投影的虚拟图像可以叠加在用户感知的真实世界上。用于增强现实的透射型头戴显示器，现有技术通常采用离轴非球面构成折反射系统，实现大视场角观看，这种系统一般会产生很大的垂轴像差、场曲和畸变，使虚拟画面变形，影响用户体验。现有技术的装置一般体积会很大，并且难以从原理上克服，便携性大打折扣，与增强现实的使用环境相悖。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光纤耦合波导近眼显示光学装置，以解决现有的近眼显示装置易产生垂轴像差、场曲和畸变而影响用户体验、以及体积太大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种光纤耦合波导近眼显示光学装置，包括依次连接的第一光传导组件、耦合光纤组件和第二光传导组件，所述第一光传导组件用于发射出图像光线并将图像光线准直进入所述耦合光纤组件，第一光传导组件包括微显示屏、照明光源、第一照明透镜、第二照明透镜、PBS棱镜、成像棱镜、反射透镜，所述微显示屏设于PBS棱镜的一端，所述照明光源设于PBS棱镜的一侧方，发射出的光线依次经过所述第一照明透镜与第二照明透镜进入PBS棱镜内，所述PBS棱镜的另一端与成像棱镜的一端连接，所述成像棱镜的另一端连接所述反射透镜；所述耦合光纤组件用于中转由第一光传导组件射入的图像光线，由多个圆形光纤阵列构成，所述阵列的长宽比为1：1-4：1；所述第二光传导组件为波导器件，波导器件内设置有多个薄膜分光斜面。

作为本实用新型的优选方案，所述微显示屏是有机发光二极管、硅基液晶或具有发光功能的微显示芯片。

作为本实用新型的优选方案，所述反射透镜由一片或多片透镜组成，所述透镜的材质是型号为K9、BK7或ZF52的光学玻璃，或者是PC、PMMA的光学塑料。

作为本实用新型的优选方案，所述波导器件由两个以上平行四角棱镜和一个或以上梯形棱镜按顺序依次胶合而成。

作为本实用新型的优选方案，所述波导器件由五个平行四角棱镜和两个梯形棱镜按顺序依次胶合而成。

作为本实用新型的优选方案，所述平行四角棱镜的锐角角度范围是10°-80°，所述梯形棱镜的锐角角度范围是10°-80°。

作为本实用新型的优选方案，所述波导器件的厚度在0.5mm-10mm之间。

作为本实用新型的优选方案，所述耦合光纤组件由多个圆形光纤构成阵列的长宽比为2：1。

作为本实用新型的优选方案，所述耦合光纤组件的长度为0.5m-2m。

采用上述技术方案的有益效果是：本实用新型通过设置的耦合光纤组件，能够达到缩小光机体积，减少透镜数量，减小成像光路与波导镜片的夹角，使近眼显示光学装置设计自由度更高，产品更加符合人体工程学。

附图说明

图1为本实用新型未加耦合光纤组件的光束传播示意图；