专利名称：一种眼镜显示器及其光学系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种眼镜显示器，本发明还涉及一种眼镜显示器的光学系统。
背景技术：
目前，眼镜显示器逐渐兴起，并在市场上受到欢迎。眼镜显示器形状 如眼镜，体积比普通眼镜略大，因此得名。如图1所示，现有的眼镜显示
器一般包括两块微型液晶显示器(LCD) 1和光学系统2以及外围电路(图 中未示出)等，所述光学系统2包括自由曲面棱镜11和目镜14。现有的 眼镜显示器中， 一块微型LCD1与一块自由曲面棱镜11和一块目镜14相 对应。 一块微型LCD1上发出的光线，在经过正对微型LCD1的自由曲面 棱镜11和目镜14后平行出射，被人眼捕获成像。在整个眼镜显示器中， 由于微型LCD受到小面积高象素的约束，只有极少厂家有技术和资金生 产，因此供货渠道单一，价格昂贵。微型LCD需占据整个眼镜显示器的成 本的80%。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题就是针对以上不足，提出了一种低成 本的眼镜显示器。
本发明要解决的第二个技术问题就是为了克服以上的不足，提出了一 种眼镜显示器的光学系统，能降低使用该光学系统的眼镜显示器的成本。
本发明的第一个技术问题通过以下的技术方案予以解决 一种眼镜显 示器，包括一个微型显示器、 一分光棱镜组、第一反射镜、第二反射镜；
所述微型显示器出射的光线经分光棱镜组分光后， 一部分光线射至第一反
射镜，另一部分光线射至第二反射镜；所述第一反射镜和第二反射镜将射 在其表面的光线分别反射入人眼。
优选地，所述分光棱镜组包括半反半透面、反射面和出射面，所述微 型显示器出射的光线射在半反半透面上后， 一半的光线直接反射至第一反 射镜；另一半光线经半反半透面射至反射面，再经反射面反射后从出射面
出射至第二反射镜。
所述反射面为凹形，所述光线在反射面上进行全反射；所述出射面为
凸形，所述反射面和出射面都为自由曲面。
还包括自由曲面棱镜组，所述自由曲面棱镜组位于微型显示器和分光 棱镜组的半反半透面之间。
所述第一反射镜为凹形，将射在其表面的光线反射成平行光线射出； 所述第二反射镜为凹形，将射在其表面的光线反射成平行光线射出。
本发明的第二个技术问题通过以下的技术方案予以解决 一种眼镜显 示器的光学系统，包括分光棱镜组、第一反射镜、第二反射镜；所述眼镜 显示器的微型显示器出射的光线经分光棱镜组分光后， 一部分光线射至第 一反射镜，另一部分光线射至第二反射镜；所述第一反射镜和第二反射镜 将射在其表面的光线分别反射入人眼。
优选地，所述分光棱镜组包括半反半透面、反射面和出射面，所述微 型显示器出射的光线射在半反半透面上后， 一半的光线直接反射至第一反 射镜；另一半光线经半反半透面射至反射面，再经反射面反射后从出射面 出射至第二反射镜。
所述反射面为凹形，所述光线在反射面上进行全反射；所述出射面为 凸形，所述反射面和出射面都为自由曲面。
还包括自由曲面棱镜组，所述自由曲面棱镜组位于微型显示器和分光 棱镜组的半反半透面之间。
所述第一反射镜为凹形，将射在其表面的光线反射成平行光线射出； 所述第二反射镜为凹形，将射在其表面的光线反射成平行光线射出。
本发明与现有技术对比的有益效果是本发明的眼镜显示器由于采用 了分光棱镜组进行分光，可以将一块微型显示器的图像变为两副，并分别 送达用户的左、右眼，实现一块微型显示器显示出双画面的效果，较之现 有的眼镜显示器，可以减少一块微型显示器，从而大大降低眼镜显示器的 成本。
本发明的眼镜显示器的光学系统由于采用了分光棱镜组进行分光，可 以将一块微型显示器的图像变为两副，并分别送达用户的左、右眼，实现 一块微型显示器显示出双画面的效果，使用本发明光学系统的眼镜显示器 较之现有的眼镜显示器，可以减少一块微型显示器，从而大大降低眼镜显
示器的成本。
图1是现有的眼镜显示器的光学系统的光路示意图2是本发明的眼镜显示器的光学系统的光路示意图。
图中，1.微型显示器，2.光学系统，5.自由曲面棱镜组，8a.第一
反射镜，8b.第二反射镜，10.半反半透面，12.分光棱镜组，14.目
镜，15.反射面，20.出射面。
具体实施例方式
下面通过具体的实施方式并结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图2所示， 一种眼镜显示器，包括一个微型显示器l、 一套光学系 统2，所述光学系统2包括一分光棱镜组12、第一反射镜8a、第二反射镜 8b。所述微型显示器1出射的光线经分光棱镜组12分光后， 一部分光线射 至第一反射镜8a，另一部分光线射至第二反射镜8b;所述第一反射镜8a 和第二反射镜8b将射在其表面的光线分别反射入人眼。
所述分光棱镜组12包括半反半透面10、反射面15和出射面20，所述 半反半透面10面向微型显示器1，所述微型显示器1出射的光线射在半反 半透面10上后， 一半的光线直接反射至第一反射镜8a;另一半光线经半 反半透面10射入分光棱镜组12内并射至反射面15上，再经反射面15反 射后从出射面20出射至第二反射镜8b。分光棱镜组12的半反半透面10 能保证光线被均匀的分配至第一反射镜8a和第二反射镜8b，从而保证射 入用户的左、右眼的光强相同，从而获得很好的显示效果。所述分光棱镜 组12可以具体包括一半反半透分光棱镜和一反射棱镜，所述半反半透分光 棱镜的入射面即为半反半透面IO，该半反半透分光棱镜的出射面(图中未 示出)即为反射棱镜的入射面(图中未示出)，从反射棱镜的入射面射入的 光线在反射棱镜的反射面15上反射后经反射棱镜的出射面20射出至第二 反射镜8b。
所述反射面15为凹形，光线在反射面15上进行全反射，避免光强损 耗。所述出射面20为凸形，所述反射面15和出射面20都为自由曲面，从 而减小色差和像差。所述半反半透面10可为平面。
所述第一反射镜8a和第二反射镜8b都为凹形，分别将射在其表面的 光线反射成平行光线射出，这可保证用户所看到的图像不会发生形变，保 证显示效果。
所述光学系统2还包括自由曲面棱镜组5，所述自由曲面棱镜组5位 于微型显示器1和分光棱镜组12的半反半透面10之间。所述自由曲面棱 镜组5将入射光线发散，从而对微型显示器1的图像进行放大；所述自由 曲面棱镜组5还可纠正色差。
上述眼镜显示器的光路分析如下
微型显示器1发出的光线经自由曲面透镜组5发散后，到达分光棱镜 组12的半反半透面10，光线射到半反半透面10后，有一半的光线被反射， 另外一半光线则透射入分光棱镜组12中。被反射的一半光线到达凹形的第 一反射镜8a后，再次改变光路，且在不规则凹面的作用下，本来发散放大 的光线反射后平行射出，最后射入人眼。透射入分光棱镜组12中的另一半 光线，在到达反射面15后，进行全反射并射向出射面20;出射面20呈凸 形，可将发散的光线会聚，会聚后的光线被第二反射镜8b反射，也呈平行 射出，最后射入人眼。到此，微型显示器l的图像也变为两副图像，完成 分光，并分别送达用户的左、右眼，实现一块微型显示器1显示出双画面 的效果，较之现有的眼镜显示器，可以减少一块微型显示器1，从而大大 降低眼镜显示器的成本。
显然，上述微型显示器1可为微型LCD、微型有机发光显示器(Organic Light Emitting Display,简称OLED)。上述分光棱镜组12可由其他结构的 分光棱镜取代，例如偏振分光棱镜或光栅分光棱镜，只要实现将微型显 示器出射的光线分成两部分并分别送至第一反射镜8a、第二反射镜8b即 可。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种眼镜显示器，其特征在于包括一个微型显示器(1)、一分光棱镜组(12)、第一反射镜(8a)、第二反射镜(8b)；所述微型显示器(1)出射的光线经分光棱镜组(12)分光后，一部分光线射至第一反射镜(8a)，另一部分光线射至第二反射镜(8b)；所述第一反射镜(8a)和第二反射镜(8b)将射在其表面的光线分别反射入人眼。
2. 根据权利要求1所述的眼镜显示器，其特征在于所述分光棱镜组包括 半反半透面(10)、反射面(15)和出射面(20)，所述微型显示器(1) 出射的光线射在半反半透面(10)上后， 一半的光线直接反射至第一反射 镜(8a);另一半光线经半反半透面(10)射至反射面(15)，再经反射面(15)反射后从出射面(20)出射至第二反射镜(8b)。
3. 根据权利要求2所述的眼镜显示器，其特征在于所述反射面(15)为 凹形，光线在反射面(15)上进行全反射；所述出射面(20)为凸形，所 述反射面(15)和出射面(20)都为自由曲面。
4. 根据权利要求1-3任一所述的眼镜显示器，其特征在于还包括自由曲 面棱镜组(5)，所述自由曲面棱镜组(5)位于微型显示器(1)和分光棱 镜组(12)的半反半透面(10)之间。
5. 根据权利要求1-3任一所述的眼镜显示器，其特征在于所述第一反射 镜(8a)为凹形，将射在其表面的光线反射成平行光线射出；所述第二反 射镜(8b)为凹形，将射在其表面的光线反射成平行光线射出。
6. —种眼镜显示器的光学系统，其特征在于包括一个微型显示器(1)、 一分光棱镜组(12)、第一反射镜(8a)、第二反射镜(8b);所述眼镜显示 器的微型显示器(1)出射的光线经分光棱镜组(12)分光后， 一部分光 线射至第一反射镜(8a)，另一部分光线射至第二反射镜(8b);所述第一 反射镜(8a)和第二反射镜(8b)将射在其表面的光线分别反射入人眼。
7. 根据权利要求6所述的眼镜显示器的光学系统，其特征在于所述分光 棱镜组包括半反半透面(10)、反射面(15)和出射面(20)，所述微型显 示器(1)出射的光线射在半反半透面(10)上后， 一半的光线直接反射 至第一反射镜(8a);另一半光线经半反半透面(10)射至反射面(15)， 再经反射面(15)反射后从出射面(20)出射至第二反射镜(8b)。
8. 根据权利要求7所述的眼镜显示器的光学系统，其特征在于所述反射面(15)为凹形，光线在反射面(15)上进行全反射；所述出射面(20) 为凸形，所述反射面(15)和出射面(20)都为自由曲面。
9. 根据权利要求6-8任一所述的眼镜显示器的光学系统，其特征在于还 包括自由曲面棱镜组(5)，所述自由曲面棱镜组(5)位于微型显示器(1) 和分光棱镜组(12)的半反半透面(10)之间。
10. 根据权利要求6-8任一所述的眼镜显示器的光学系统，其特征在于所 述第一反射镜(8a)为凹形，将射在其表面的光线反射成平行光线射出； 所述第二反射镜(8b)为凹形，将射在其表面的光线反射成平行光线射出。
全文摘要
本发明公开了一种眼镜显示器及其光学系统，该光学系统包括分光棱镜组、第一反射镜、第二反射镜；所述眼镜显示器的微型显示器出射的光线经分光棱镜组分光后，一部分光线射至第一反射镜，另一部分光线射至第二反射镜；所述第一反射镜和第二反射镜将射在其表面的光线分别反射入人眼。该眼镜显示器包括一个微型显示器和上述光学系统。本发明的眼镜显示器由于采用了分光棱镜组进行分光，可以将一块微型显示器的图像变为两副，并分别送达用户的左、右眼，实现一块微型显示器显示出双画面的效果，较之现有的眼镜显示器，可以减少一块微型显示器，从而大大降低眼镜显示器的成本。
文档编号G02B27/10GK101359095SQ20071007545
公开日2009年2月4日 申请日期2007年7月30日 优先权日2007年7月30日
发明者陈超伟 申请人:比亚迪股份有限公司