[发明专利]光学成像系统及头戴显示装置

说明书

本申请提供一种光学成像系统及头戴显示装置，光学成像系统包括显示屏和透镜组；显示屏位于透镜组的远离人眼的一侧，显示屏包括显示面板和盖板，盖板设置在显示面板的面向透镜组的一侧，盖板的厚度范围与透镜组的等效像方焦距、盖板的折射率及人眼的明视距离相关。本申请提供一种光学成像系统及头戴显示装置，可以使显示屏和透镜组之间的异物造成的显示不良不易被人眼察觉到。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，尤其涉及一种光学成像系统及头戴显示装置。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，VR)指的是通过光学成像系统将数字化的内容投射到人眼，让用户仿佛置身于虚拟世界之中，实现沉浸式虚拟体验。随着VR技术的不断发展，用户能够利用头戴显示装置看到虚拟世界中的画面，光学成像系统是头戴显示装置中的关键部件。

光学成像系统包括显示屏和透镜组，显示屏发出的光经过透镜组折射后入设到人眼瞳孔，进入人眼通孔的光线的反向延长线汇聚在远处形成虚像，人眼观看到的图像为该虚像，该虚像为显示屏显示的图像放大后的像。

生产装配过程中，显示屏和透镜组之间可能会落入灰尘、皮屑、纤维碎屑等异物，导致人眼在通过光学成像系统观察显示屏时，异物会成像，产生黑点、黑线、亮点、亮线等显示不良。

发明内容

本申请提供一种光学成像系统及头戴显示装置，可以使显示屏和透镜组之间的异物造成的显示不良不易被人眼察觉到。

本申请实施例一方面提供一种光学成像系统，包括显示屏和透镜组；所述显示屏位于所述透镜组的远离人眼的一侧，所述显示屏包括显示面板和盖板，所述盖板设置在所述显示面板的面向所述透镜组的一侧，所述盖板的厚度满足：

其中，f’为所述透镜组的等效像方焦距，n为所述盖板的折射率，a为人眼的明视距离。

本申请实施例提供的光学成像系统，通过增大显示屏上的盖板的厚度，使盖板的厚度增加至光学成像系统的焦距的一定比例，以增大落在透镜组和显示屏之间的异物与显示面板之间的距离，使显示面板上的显示图像清晰成像的情况下，盖板表面的异物成像的像距与显示图像的像距较远，呈现虚化效果，无法被人眼清晰捕捉，从而导致黑点、黑线、亮点、亮线等显示不良可以不被察觉到。

在一种可能的实施方式中，a不大于300mm。

明视距离为人眼能够看清物体的最近距离，明视距离的范围不超过300mm，人眼在注视无穷远时无法同时看清距离300mm及以内范围内的物体，因此将明视距离代入上述公式，可以使盖板表面的异物成像呈现虚化效果。

在一种可能的实施方式中，所述盖板包括覆盖在所述显示面板上的第一盖板和设置在所述第一盖板上的第二盖板，所述第二盖板粘接在所述第一盖板上。

显示屏在生产过程中一般在显示面板表面覆盖有较薄的保护层作为第一盖板，若要增加盖板的厚度，除了在生产过程中直接增加第一盖板的厚度，还可以在显示屏表面增加设置第二盖板，第二盖板可以通过粘接等方式设置在显示屏上，工艺简单容易实现，且成本较低。

在一种可能的实施方式中，所述盖板的厚度小于3.5mm。

盖板的厚度处于小于3.5mm的范围内，以在起到使盖板表面的异物成像的像距与显示图像的像距较远的作用的同时，防止盖板厚度过大对光学成像系统的体积和重量造成较大影响，满足光学成像系统整体的轻薄化设计。

在一种可能的实施方式中，所述盖板由透明的玻璃或塑料制成，所述盖板的折射率处于1.3-1.9的范围内。

显示屏的盖板设置为光学玻璃或光学塑料，不同材料的盖板的折射率和密度不同，在设计盖板的厚度时，选择折射率较小的材质作为盖板，可以使盖板的厚度尽量做薄，以满足光学成像系统整体的轻薄化设计。