[發(fā)明專利]棱鏡式AR顯示裝置

有效

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

本發(fā)明提供一種棱鏡式AR顯示裝置，其中，裝置包括：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，所述雙膠合透鏡中的負(fù)透鏡靠近所述PBS，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。本發(fā)明提供的棱鏡式AR顯示裝置，在使得人眼觀看到虛實(shí)混疊圖像的同時(shí)，降低了虛擬圖像的色差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及AR技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種棱鏡式AR顯示裝置。

背景技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Augmented?Reality，簡稱AR)，是一種實(shí)時(shí)地計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像、視頻、3D模型的技術(shù)。這種技術(shù)將虛擬信息疊加到真實(shí)世界的場景中，實(shí)現(xiàn)真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成。

為保證用戶能夠看到混疊后的虛擬圖像和真實(shí)世界的景物圖像，AR技術(shù)需要用到成像技術(shù)以及分光合光技術(shù)。在現(xiàn)有的棱鏡式AR顯示裝置中，成像光路與分光合光光路由一個(gè)分光棱鏡實(shí)現(xiàn)。這種顯示裝置使得人眼看到的虛擬圖像存在較大的色差，清晰度差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的多個(gè)方面提供一種棱鏡式AR顯示裝置，用以降低虛擬圖像的色差，提升人眼看到的混疊圖像的清晰度。

本發(fā)明提供一種棱鏡式AR顯示裝置：

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；

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。

進(jìn)一步可選地，所述第一單透鏡為正透鏡。

進(jìn)一步可選地，所述第一入光面和/或所述第二入光面鍍有增透膜。

進(jìn)一步可選地，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。

進(jìn)一步可選地，所述第一入光面和/或所述第二入光面為凹面。

進(jìn)一步可選地，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。

進(jìn)一步可選地，所述分光棱鏡包括：依次排列的第二棱鏡以及第一棱鏡；