[实用新型]一种减少外部杂散光的头戴显示光学系统

说明书

本实用新型公开了一种减少外部杂散光的头戴显示光学系统，包括：沿光路依次设置的显示单元、透镜单元、具有光线选择性的镜面单元、及透反镜单元，透镜单元设于显示单元下方，镜面单元设于透镜单元下方且倾斜设置，镜面单元设于人眼与透反镜单元之间，镜面单元的光轴与透镜单元的光轴成第一夹角，透反镜单元的光轴与透镜单元的光轴成第二夹角，所述镜面单元上设有偏振膜组合或偏振膜与偏光膜的组合使底部杂散光无法进入人眼。本实用新型利用带有光线选择性的镜面单元，一方面将显示单元发出的图像光线送达人眼，另一方面使外部杂散光无法反射进入人眼，从而提高图像光线与杂散光的对比度，提升了光学显示质量，增强用户体验。

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种头戴显示光学系统。

背景技术

随着科技迅速的发展，头戴显示器(Head Mounted Display)成为近年来显示领域的热门方向，主要应用于虚拟现实和增强现实方向。头戴显示器的主要核心部件为光学系统，光学系统对显示器件成像的同时，外部光线也会经过光学系统进入人眼，产生杂散光，影响图像成像质量以及用户体验。传统头戴显示器通过偏振光以及通过提高屏幕亮度的方式，使图像光线与外部杂散光的对比度增加，但该方式仍然不能消除杂散光带来的不良影响，使用者依旧能很清晰的看到杂散光，用户的体验效果受到影响。

因此，现有技术存在不足，需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种减少外部杂散光的头戴显示光学系统。

本实用新型的技术方案如下：提供一种减少外部杂散光的头戴显示光学系统，包括：沿光路依次设置的显示单元、透镜单元、具有光线选择性的镜面单元、及透反镜单元，所述透镜单元设于所述显示单元下方，所述镜面单元设于所述透镜单元下方且倾斜设置，所述透反镜单元的位置对应所述镜面单元的位置设置，所述镜面单元设于人眼与透反镜单元之间，所述镜面单元包括：镜片、设于所述镜片远离人眼一侧的第一偏振膜、设于所述镜片靠近人眼一侧的第二偏振膜、设于所述第一偏振膜上的波片，所述显示单元发出的图像光线，经过透镜单元折射后进入镜面单元，所述镜面单元将光线反射至所述透反镜单元后再次经过所述镜面单元，并透射进入人眼，外部杂散光通过所述镜面单元后，无法反射进入人眼。

进一步地，所述镜面单元的光轴与所述透镜单元的光轴成第一夹角，所述透反镜单元的光轴与所述透镜单元的光轴成第二夹角。

进一步地，第一夹角为40°～50°，所述第二夹角为70°～90°。

进一步地，所述镜片为平面镜，球面镜，非球面镜或自由曲面镜，所述波片为1/4波片。

进一步地，所述显示单元为OLED显示器、或LCOS显示器、或LCD显示器，所述透镜单元包括至少一片透镜，所述透镜的面型结构为平面、或球面、或非球面、或自由曲面，所述透反镜单元的透射率与反射率的比例为1:1，所述透反镜单元的面型结构为平面、或球面、或非球面、或自由曲面。

本实用新型还提供一种减少外部杂散光的头戴显示光学系统，包括：沿光路依次设置的显示单元、透镜单元、具有光线选择性的镜面单元、透反镜单元，所述透镜单元设于所述显示单元下方，所述镜面单元设于所述透镜单元下方且倾斜设置，所述透反镜单元的位置对应所述镜面单元的位置设置，所述镜面单元设于人眼与透反镜单元之间，所述镜面单元包括：镜片、设于所述镜片远离人眼一侧的第一偏振膜、设于所述镜片靠近人眼一侧的偏光膜、设于所述第一偏振膜上的波片、设于所述偏光膜与人眼之间的第二偏振膜，所述显示单元发出的图像光线，经过透镜单元折射后进入镜面单元，所述镜面单元将光线反射至所述透反镜单元后再次经过所述镜面单元，并透射进入人眼，外部杂散光通过所述镜面单元后，无法反射进入人眼。

进一步地，所述镜面单元的光轴与所述透镜单元的光轴成第一夹角，所述透反镜单元的光轴与所述透镜单元的光轴成第二夹角。