[發(fā)明專利]棱鏡式AR顯示裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710847856.6
• 申請(qǐng)日: 2017-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107422484B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔海銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 歌爾光學(xué)科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B27/01
• 分類號(hào): G02B27/01
• 代理公司: 北京太合九思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11610
• 代理人: 劉戈

1.一種棱鏡式AR顯示裝置，其特征在于，包括：

沿第一軸依次排列的LCOS顯示芯片、偏振分光棱鏡PBS、雙膠合透鏡、第一單透鏡以及分光棱鏡，以及設(shè)于與所述第一軸垂直的第二軸上，且靠近所述PBS的LCOS照明設(shè)備；

其中，所述雙膠合透鏡包括正透鏡以及負(fù)透鏡，所述負(fù)透鏡靠近所述PBS，所述正透鏡靠近所述第一單透鏡；

所述分光棱鏡的第一入光面靠近所述第一單透鏡，且光軸與所述第一單透鏡的光軸重合；所述分光棱鏡的第二入光面的光軸與所述第一入光面的光軸垂直，且所述第二入光面與第一出光面相對(duì)；

所述LCOS照明設(shè)備用于照明所述LCOS顯示芯片，以使所述LCOS顯示芯片發(fā)出虛擬圖像光；所述LCOS顯示芯片發(fā)出的虛擬圖像光，經(jīng)所述PBS透射以及所述雙膠合透鏡折射后進(jìn)入所述第一單透鏡，經(jīng)所述第一單透鏡折射入所述分光棱鏡，在所述分光棱鏡的第一入光面上，與來(lái)自所述分光棱鏡的第二入光面的環(huán)境光進(jìn)行合光后從所述分光棱鏡的第一出光面透射至人眼；

其中，所述分光棱鏡包括：依次排列的第一棱鏡以及第二棱鏡；

所述第一棱鏡的斜棱面與所述第二棱鏡的斜棱面膠合，且膠合面上鍍有半透半反介質(zhì)膜以形成所述分光棱鏡的分光面；

所述第一棱鏡上靠近所述第一單透鏡，且光軸與所述第一單透鏡的光軸重合的面為所述第一入光面；

所述第一棱鏡上，光軸與所述第一單透鏡的光軸垂直的面為所述第一出光面；

所述第二棱鏡上，光軸與所述第一單透鏡的光軸垂直的面為所述第二入光面；

其中，所述LCOS照明設(shè)備包括：沿所述第二軸依次排列的凹凸透鏡以及光源設(shè)備；

其中，所述凹凸透鏡靠近所述光源設(shè)備的第一面為凹球面，靠近所述PBS的第二面為凸球面；

所述光源設(shè)備發(fā)出的光經(jīng)所述凹凸透鏡匯聚至所述PBS，經(jīng)所述PBS偏振化后以垂直線偏振光進(jìn)入所述LCOS顯示芯片。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一單透鏡為正透鏡。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一入光面和/或所述第二入光面鍍有增透膜。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括：偏振元件；

所述偏振元件位于所述分光棱鏡的第二出光面的出光側(cè)，且所述偏振元件的偏振方向與所述PBS的偏振方向垂直；所述第二出光面與所述第一入光面相對(duì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一入光面和/或所述第二入光面為凹面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述分光棱鏡包括：依次排列的第二棱鏡以及第一棱鏡；

所述第二棱鏡的斜棱面與所述第一棱鏡的斜棱面膠合，且膠合面上鍍有半透半反介質(zhì)膜以形成所述分光棱鏡的分光面；

所述第二棱鏡上靠近所述第一單透鏡，且光軸與所述第一單透鏡的光軸重合的面為所述第一入光面；

所述第二棱鏡上，光軸與所述第一單透鏡的光軸垂直的面為所述第二入光面，所述第二入光面為凸面且鍍有半透半反介質(zhì)膜；

所述第一棱鏡上，光軸與所述第一單透鏡的光軸垂直的面為所述第一出光面。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一出光面為與所述第二入光面同心且曲率半徑相同的凹面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括：設(shè)于所述第二軸上，且位于所述凹凸透鏡和所述PBS之間的非球面正透鏡；

所述非球面正透鏡用于將所述凹凸透鏡折射來(lái)的所述光源設(shè)備發(fā)出的光均勻地折射至所述PBS，以供所述PBS偏振化后進(jìn)入所述LCOS顯示芯片。