[發(fā)明專利]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的裝置、光引擎部件和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711262863.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN107870438B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 費(fèi)永浩;蔣厚強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G02B27/01
• 分類號(hào): G02B27/01;G02B27/28
• 代理公司: 11258 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 賀琳<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入國(guó)

一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的裝置、光引擎部件和方法，所述裝置包括：發(fā)光光源、偏振分光子系統(tǒng)、第一圖像源、第一光學(xué)子系統(tǒng)和第一融合子系統(tǒng)，第一光學(xué)子系統(tǒng)包括第一透鏡組、第一1/4波片和第一反射面；第一光學(xué)子系統(tǒng)的光路包括：第二偏振光經(jīng)第一透鏡組透射進(jìn)入第一1/4波片，并經(jīng)第一1/4波片傳輸至第一反射面；在經(jīng)第一反射面反射之后，經(jīng)反射的偏振光進(jìn)入第一1/4波片，經(jīng)第一1/4波片傳輸至第一透鏡組，并由第一透鏡組將經(jīng)第一1/4波片傳輸來的第一偏振光透射進(jìn)入偏振分光子系統(tǒng)；第一融合子系統(tǒng)用于將接收的第一偏振光和接收的外部環(huán)境光進(jìn)行融合，經(jīng)融合的光入眼成像。采用本發(fā)明技術(shù)方案不僅能夠有效擴(kuò)大視野，而且減小整個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的裝置的體積。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的裝置、光引擎部件和方法。

背景技術(shù)

隨著計(jì)算設(shè)備在人們生活中應(yīng)用的普及，從計(jì)算設(shè)備的便攜性考慮，計(jì)算設(shè)備的硬件的體積趨向小型化。尤其是在圖像視覺處理領(lǐng)域，可穿戴設(shè)備如眼鏡或頭盔等受到了用戶的青睞。而為了提高用戶對(duì)虛擬圖像和真實(shí)圖像的體驗(yàn)，可穿戴設(shè)備配備有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality，AR)技術(shù)。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是將計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備生成的虛擬物體或提示信息疊加到真實(shí)場(chǎng)景中，從而增強(qiáng)用戶對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的感知的一種技術(shù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成，把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息，如視覺信息，聲音，味道，觸覺等，通過電腦等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，被人類感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。典型的AR實(shí)現(xiàn)方式是AR眼鏡。

用戶通過AR眼鏡可看到虛擬圖像和真實(shí)圖像融合后的圖像，融合后的圖像需要符合人眼看到的場(chǎng)景。視場(chǎng)角的大小決定了視野的范圍，視場(chǎng)角越大，視野就越大。然而，AR眼鏡的體積限制了AR眼鏡的視場(chǎng)角。AR眼鏡的體積越大，AR眼鏡的視場(chǎng)角越大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的裝置和方法，能夠在滿足大視場(chǎng)角的條件下，相應(yīng)的減小整個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的裝置的體積。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的光引擎部件，能夠在滿足大視場(chǎng)角的條件下，相應(yīng)的減小整個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的體積。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的裝置，該裝置包括：發(fā)光光源、偏振分光子系統(tǒng)、第一圖像源、第一光學(xué)子系統(tǒng)和第一融合子系統(tǒng)，第一光學(xué)子系統(tǒng)包括第一透鏡組、第一1/4波片和第一反射面；發(fā)光光源用于發(fā)射自然光；偏振分光子系統(tǒng)用于將入射的自然光中的第一偏振光進(jìn)行反射，經(jīng)過反射的第一偏振光進(jìn)入第一圖像源；第一圖像源用于將入射的第一偏振光轉(zhuǎn)化成(例如反射成)第二偏振光，第二偏振光進(jìn)入偏振分光子系統(tǒng)；偏振分光子系統(tǒng)還用于將第二偏振光傳輸(例如以反射、透射或折射等方式)至第一光學(xué)子系統(tǒng)；第一光學(xué)子系統(tǒng)的光路包括：第二偏振光經(jīng)第一透鏡組透射進(jìn)入第一1/4波片，并經(jīng)第一1/4波片傳輸至第一反射面；在經(jīng)第一反射面反射之后，經(jīng)反射的偏振光進(jìn)入第一1/4波片，經(jīng)第一1/4波片傳輸至第一透鏡組，并由第一透鏡組將經(jīng)第一1/4波片傳輸來的第一偏振光透射進(jìn)入偏振分光子系統(tǒng)；偏振分光子系統(tǒng)還用于將第一偏振光進(jìn)行反射，經(jīng)反射的第一偏振光進(jìn)入第一融合子系統(tǒng)；第一融合子系統(tǒng)用于將入射的第一偏振光和入射的第一外部環(huán)境光進(jìn)行融合，經(jīng)融合的光入眼成像。

在一個(gè)示例中，第一偏振光的偏振矢量與第二偏振光的偏振矢量相互垂直，換言之，第一偏振光的偏振方向與第二偏振光的偏振方向相互垂直。比如，第一偏振光為S偏振光時(shí)，第二偏振光為P偏振光。第一偏振光為P偏振光時(shí)，第二偏振光為S偏振光。