[發(fā)明專利]AR顯示裝置和穿戴式AR設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810147336.9
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號(hào): CN108319019A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁曉斌;肖冰;徐馳
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州太若科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B27/01
• 分類號(hào): G02B27/01;G02B27/28
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 徐麗

本發(fā)明提供了一種AR顯示裝置和穿戴式AR設(shè)備，涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)成像技術(shù)領(lǐng)域，包括圖像投射裝置和顯示光路組件；所述圖像投射裝置包括像源和光纖面板，光纖面板臨近像源的一側(cè)與像源之間緊密貼合，所述像源發(fā)出的光經(jīng)過所述光纖面板進(jìn)入所述顯示光路組件中；所述顯示光路組件包括依次排列的分光鏡和曲面半反射鏡。這樣圖像投射裝置射出光能夠與光學(xué)系統(tǒng)場曲契合，從而提高整個(gè)成像系統(tǒng)的圖像質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)成像技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種AR顯示裝置和穿戴式AR設(shè)備。

背景技術(shù)

AR(Augmented Reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))也被稱為混合現(xiàn)實(shí)，其原理是通過電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫面或空間同時(shí)存在。

目前，人們可以通過穿戴式設(shè)備，如AR眼鏡或AR頭盔等，與真實(shí)世界進(jìn)行互動(dòng)。如圖1示出了現(xiàn)有的AR眼鏡或AR頭盔中的AR顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，現(xiàn)有的AR顯示裝置光學(xué)系統(tǒng)包括像源11、分光鏡21、曲面半反射鏡22和位于分光鏡21上方的透鏡13，像源11設(shè)置在光學(xué)系統(tǒng)的上部，且像源11與透鏡13之間有一定距離，像源11的圖像光線從上方向下射入透鏡13。圖像光線經(jīng)過透鏡13后，進(jìn)入到顯示光路組件中，圖像光線通過曲面半反射鏡22之后返給人眼。然而，從像源的形狀無法與光學(xué)系統(tǒng)場曲契合，像素顆粒感強(qiáng)，圖像質(zhì)量低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供AR顯示裝置和穿戴式AR設(shè)備，可以將圖像投射裝置射出光能夠與光學(xué)系統(tǒng)場曲契合，從而提高整個(gè)成像系統(tǒng)的圖像質(zhì)量。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種AR顯示裝置，包括圖像投射裝置和顯示光路組件；所述圖像投射裝置包括像源和光纖面板，所述光纖面板臨近所述像源的一側(cè)與所述像源之間緊密貼合，所述像源發(fā)出的光經(jīng)過所述光纖面板進(jìn)入所述顯示光路組件中；所述顯示光路組件包括依次排列的分光鏡和曲面半反射鏡。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，所述光纖面板遠(yuǎn)離所述像源的一側(cè)為凹面型/凸面型/平面型。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，所述顯示光路組件還包括：波片組件；所述分光鏡包括偏振分光膜；所述偏振分光膜用于通過偏振態(tài)為第一方向的偏振光，反射偏振態(tài)為第二方向的偏振光；所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，所述分光鏡還包括分光鏡基片；所述偏振分光膜位于臨近所述圖像投射裝置和所述波片組件的一側(cè)，所述分光鏡基片位于遠(yuǎn)離所述圖像投射裝置和所述波片組件的一側(cè)。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，所述分光鏡的反射平面和所述曲面半反射鏡的光軸之間的夾角為α；所述像源的法線和所述分光鏡的反射平面之間的夾角為β；α取值范圍為β-10°至β+10°之間，且90°≥α≥0°。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第五種可能的實(shí)施方式，其中，β為0°～90°。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第六種可能的實(shí)施方式，其中，β為40°～50°。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第七種可能的實(shí)施方式，其中，當(dāng)所述第一方向的偏振光和所述第二方向的偏振光在滿足相互垂直的前提下繞光線傳播的方向0°～360°旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述偏振分光膜和所述波片組件也要改變相應(yīng)的角度。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第八種可能的實(shí)施方式，其中，所述波片組件為1/4波片。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第九種可能的實(shí)施方式，其中，所述1/4波片設(shè)置于所述分光鏡和所述曲面半反射鏡之間。