[發明專利]一種全息隱形眼鏡及其應用

有效

• 申請號: 201810852780.0
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN109116577B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 張卓鵬;魏一振;錢偉
• 申請（專利權）人: 杭州光粒科技有限公司
• 主分類號: G02C7/04
• 分類號: G02C7/04;G02B5/32
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 高燕

本發明公開了一種全息隱形眼鏡，包括：透明基底，貼在眼球表面并與眼球曲面相吻合；透射型全息光柵組，貼附在透明基底的外表面，對透過的光線產生一級衍射作用并在人眼匯聚成像；透明防護層，用于封裝透明基底和透射型全息光柵。該全息隱形眼鏡可應用于虛擬現實，縮小虛擬現實裝置的體積，還可應用于增強現實，擴大增強現實裝置的視場角，增強顯示效果，提高用戶體驗。本發明還提供了采用該全息隱性眼鏡的虛擬現實裝置和增強現實裝置。

技術領域

本發明涉及虛擬現實與增強現實技術領域，尤其涉及一種全息隱形眼鏡及其應用。

背景技術

虛擬現實(VR，Virtual Reality)技術是一種使用戶沉浸于虛擬世界中，感覺如同“身臨其境”的技術，它通常需要用戶佩戴一個屏蔽外界真實環境的頭盔。增強現實(AR，Augmented Reality)技術是一種將虛擬信息疊加到真實世界的顯示技術，用戶通過這種技術可以同時觀察外界真實環境。虛擬現實和增強現實技術可廣泛應用于軍事、醫療、教育、制造、娛樂等領域。

隨著頭戴設備的日益商用化，VR/AR眼鏡越來越被大眾所熟知，產品也逐漸往消費市場蔓延。其中，AR眼鏡被認為具有更廣闊的應用潛力，同時，當AR眼鏡集成了可選擇性遮擋現實世界光線的相關組件后，在某種程度上就兼具了VR眼鏡的效果。因此，立足AR眼鏡的特點，研究兩者共通的三維顯示技術，變得很有意義。

目前，市面上已經有相關的虛擬現實及增強現實產品，大多數產品還是基于幾何光學的成像原理，將虛擬畫面投影至距離人眼無窮遠處以供觀察。

例如，公開號為CN108051928A的中國專利文獻公開了一種虛擬現實眼鏡，包括第一調節組件和第二調節組件；所述第一調節組件包括相互連接的第一光楔、第一凸透鏡，所述第一光楔連接有第一偏振片；所述第二調節組件包括相互連接的第二光楔、第二凸透鏡，所述第二光楔連接有第二偏振片，所述第二偏振片與所述第一偏振片的偏振方向相互垂直。

該虛擬現實頭盔和增強現實頭盔通常體積會非常龐大，這是為了滿足佩戴者的出瞳距離、視場角等要求，這會導致佩戴者行動不便、長時間佩戴增加頭部負擔等問題。

公開號為CN107991778A的中國專利文獻公開了一種多層微棱鏡波導結構近眼顯示視頻眼鏡，包括顯示器、微結構波導基板、投影鏡頭和縱向棱鏡；所述投影鏡頭遠離縱向棱鏡的一端面向顯示器，所述顯示器所發出的光束依次通過所述投影鏡頭、縱向棱鏡、微結構波導基板進入人眼；所述投影鏡頭用于對所述顯示器所發出的光束進行放大。

該發明原理相似的增強現實頭盔視場角一般都比較小，如公開號為US201704574的美國專利公開了一種緊湊型頭戴顯示系統，包括一片結構復雜的波導鏡片和成像棱鏡，其對角線視場角只有不到30度，遠遠達不到增強現實技術所要呈現的效果。

發明內容

本發明提供了一種全息隱形眼鏡，可應用于虛擬現實，縮小虛擬現實裝置的體積，還可應用于增強現實，擴大增強現實裝置的視場角，增強顯示效果，提高用戶體驗。

一種全息隱形眼鏡，包括：

透明基底，貼在眼球表面并與眼球曲面相吻合；

透射型全息光柵組，貼附在透明基底的外表面，對透過的光線產生一級衍射作用并在人眼匯聚成像；

透明防護層，用于封裝透明基底和透射型全息光柵。

優選的，所述的透射型全息光柵組包括相互層疊的3層透射型全息光柵，3層透射型全息光柵分別對色光三原色之一的光線產生一級衍射作用。