[發明專利]近眼顯示裝置

在審

• 申請號: 201711172616.7
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107783297A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 深圳創維新世界科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B6/00;G06F3/01;G06T19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及增強現實技術領域，具體而言，涉及一種近眼顯示裝置。

背景技術

增強現實(AR，Augmented Reality)是利用虛擬物體或信息對真實場景進行現實增強的技術，廣泛應用于科研、軍事、工業、游戲、視頻、教育等各領域。隨著新興技術的發展和廣泛應用，使用的個人隱私的保護及支付使用等安全性問題也將凸顯。虹膜識別進行身份認證被認為是僅次于DNA識別的生物技術，將虹膜識別技術應用于近眼顯示裝置解決了用戶在使用顯示設備的使用權限、交易支付等身份驗證問題，是技術發展趨勢。

虹膜識別模塊要求拍攝人眼圖像的攝像頭正對于人眼，以獲得最有效、最可靠的人眼圖像。而當近眼顯示裝置為增強現實眼鏡時，攝像頭正對于人眼會遮擋用戶視線，不便于用戶觀察外界環境。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種能夠滿足虹膜識別要求且不遮擋用戶視線的近眼顯示裝置，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明較佳實施例提供一種近眼顯示裝置，包括平面波導陣列顯示裝置、紅外發射裝置、紅外攝像模組和能將平面波轉換為球面波的紅外反射衍射元件，所述平面波導陣列顯示裝置包括顯示輸出光組、導光襯底和至少一個傾斜耦合面，所述傾斜耦合面覆有對可見光波段可透可反的分光膜；

所述紅外反射衍射元件設置于所述導光襯底靠近人眼或遠離人眼的一側，所述紅外反射衍射元件的反射出射光軸與所述紅外攝像模組的光軸實質上平行或共軸；

所述顯示輸出光組輸出的圖像光線在所述導光襯底傳輸過程中，部分圖像光線被所述至少一個傾斜耦合面分別反射后穿過所述導光襯底進入人眼形成虛擬圖像，用于對真實世界環境的人為附加信息的虛擬顯示；真實世界環境光線經過所述紅外反射衍射元件、導光襯底和至少一個傾斜耦合面直接透射進入人眼；所述紅外發射裝置發射的紅外光覆蓋人眼范圍，人眼反射的紅外光被所述紅外反射衍射元件反射衍射后形成的人眼虛像被所述紅外攝像模組獲取。

可選地，所述紅外反射衍射元件為一層具有紅外反射衍射圖案特征的透明軟膜，所述紅外反射衍射元件貼附于所述導光襯底。

可選地，所述紅外反射衍射元件為在透明基板上刻蝕有紅外反射衍射圖案的元件，所述紅外反射衍射元件與所述導光襯底具有空氣間隙或所述紅外反射衍射元件與所述導光襯底膠合在一起。

可選地，所述紅外發射裝置包括至少一個第一紅外光源。

可選地，所述紅外發射裝置為光纖式紅外發射裝置。

可選地，所述光纖式紅外發射裝置包括第二紅外光源、光纖耦合模塊和光纖；

所述第二紅外光源發射的紅外光經所述光纖耦合模塊耦入所述光纖后，從所述光纖的出射端進入人眼。

可選地，所述光纖包括多個出射端，使耦入所述光纖的光束被分成多束光分別從所述多個出射端出射。

可選地，所述出射端為球面、錐面、雙曲面或斜切面。

可選地，所述光纖式紅外發射裝置還包括光勻化器件，所述光勻化器件罩設于所述光纖的出射端，以將所述光纖出射的近高斯分布的光束轉換為近平頂分布光。

可選地，所述傾斜耦合面有四個，四個所述傾斜耦合面的透射率和反射率的比值分別為0.25、0.35、0.45和0.95。

本發明提供的近眼顯示裝置通過設置紅外反射衍射元件及紅外反射衍射元件的反射出射光軸與所述紅外攝像模組的光軸實質上平行或共軸，以形成人眼虛像，并使該人眼虛像距紅外攝像模組的距離大于紅外攝像模組的最近工作距離，以被紅外攝像模組獲取。從而實現了紅外攝像模組不用正對人眼就可以獲得清晰的正眼圖像，且不干擾用戶對真實世界環境光線的接收，可用于眼球跟蹤、虹膜識別身份驗證等。其中，正眼圖像是指等效于以正對人眼的拍攝角度拍攝的人眼圖像。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹。應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明較佳實施例提供的一種近眼顯示裝置的結構示意圖。

圖2為圖1中近眼顯示裝置的虛擬圖像顯示的光路示意圖。

圖3為圖1中近眼顯示裝置進行人眼虛像成像的光路示意圖。

圖4為另一實施方式中近眼顯示裝置的結構圖。

圖5為圖4中近眼顯示裝置進行人眼虛像成像的光路示意圖。