[發(fā)明專利]AR光學(xué)系統(tǒng)和AR顯示設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010172569.1
• 申請(qǐng)日: 2020-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN111338081A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 栗可;武玉龍;董瑞君;劉亞麗;王晨如;張浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 京東方科技集團(tuán)股份有限公司;北京京東方光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B27/01
• 分類號(hào): G02B27/01;G02B30/27
• 代理公司: 北京市立方律師事務(wù)所 11330
• 代理人: 張?bào)銓?宋海斌

1.一種AR光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

對(duì)應(yīng)于圖像源的景深分離結(jié)構(gòu)(10)，所述景深分離結(jié)構(gòu)(10)用于將所述圖像源射出的光線轉(zhuǎn)換為多條不同景深的光束；

會(huì)聚透鏡(5)，位于所述景深分離結(jié)構(gòu)(10)的出射光路上，用于接收多條所述不同景深的光束并進(jìn)行整形；

第一半透半反鏡(7)，位于所述會(huì)聚透鏡(5)遠(yuǎn)離所述景深分離結(jié)構(gòu)(10)的一側(cè)，用于將整形后的多條所述不同景深的光束向一設(shè)定方向進(jìn)行反射；

具有預(yù)設(shè)透反比的凹面鏡(6)，位于所述第一半透半反鏡(7)的反射出光方向的一側(cè)，所述凹面鏡(6)的凹面朝向所述第一半透半反鏡(7)，用于將多條所述不同景深的光束，反射并會(huì)聚后透過所述第一半透半反鏡(7)射入設(shè)定的觀測(cè)位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AR光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述景深分離結(jié)構(gòu)(10)為透反鏡組件，所述透反鏡組件包括：多個(gè)具有預(yù)設(shè)透反比的半透半反鏡單元；多個(gè)所述半透半反鏡單元間隔布置，用于分別對(duì)應(yīng)不同物距的所述圖像源；

多個(gè)所述半透半反鏡單元中，至少部分的所述半透半反鏡單元的出射光路朝向所述會(huì)聚透鏡(5)的入光面；朝向所述會(huì)聚透鏡(5)的入光面之外的那一部分所述半透半反鏡單元的出射光路，經(jīng)除自身之外的其它所述半透半反鏡單元的透射和/或反射后朝向所述會(huì)聚透鏡(5)的入光面；

多個(gè)所述半透半反鏡單元用于分別將各自對(duì)應(yīng)的所述圖像源射出的光線經(jīng)反射和/或透射后形成多條所述不同景深的光束并射向述會(huì)聚透鏡(5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的AR光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，距離所述會(huì)聚透鏡(5)最近的所述半透半反鏡單元為第一半透半反鏡單元(3)，距離所述會(huì)聚透鏡(5)最遠(yuǎn)的所述半透半反鏡單元為第二半透半反鏡單元(9)；

位于所述第一半透半反鏡單元(3)與所述第二半透半反鏡單元(9)之間的所述半透半反鏡單元均為第三半透半反鏡單元(4)；所述第二半透半反鏡單元(9)用于反射對(duì)應(yīng)的第二圖像源(8)的第二光線，使得所述第二光線透過各所述第三半透半反鏡單元(4)后，被所述第一半透半反鏡單元(3)反射至所述會(huì)聚透鏡(5)的入光面；

第N個(gè)所述第三半透半反鏡單元(4)還用于反射對(duì)應(yīng)的第三圖像源(2)的第三光線，使得所述第三光線被所述第一半透半反鏡單元(3)反射至所述會(huì)聚透鏡(5)的入光面；或者，使得所述第三光線透過第N-1至第1個(gè)所述第三半透半反鏡單元(4)后，被所述第一半透半反鏡單元(3)反射至所述會(huì)聚透鏡(5)的入光面；N為正整數(shù)；最靠近所述第一半透半反鏡單元(3)的所述第三半透半反鏡單元(4)為第1個(gè)所述第三半透半反鏡單元(4)；

所述第一半透半反鏡單元(3)還用于將對(duì)應(yīng)的第一圖像源(1)的第一光線透射至所述會(huì)聚透鏡(5)的入光面。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的AR光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，靠近所述會(huì)聚透鏡(5)的所述半透半反鏡單元為第一半透半反鏡單元(3)，遠(yuǎn)離所述會(huì)聚透鏡(5)的所述半透半反鏡單元為第二半透半反鏡單元(9)；

所述第二半透半反鏡單元(9)用于反射對(duì)應(yīng)的第二圖像源(8)的第二光線，使得所述第二光線被所述第一半透半反鏡單元(3)反射至所述會(huì)聚透鏡(5)的入光面；

所述第一半透半反鏡單元(3)還用于將對(duì)應(yīng)的第一圖像源的第一光線透射至所述會(huì)聚透鏡(5)的入光面。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的AR光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)所述半透半反鏡單元為平面鏡、凹形面鏡或凸形面鏡中的至少一種；

和/或，所述第一半透半反鏡(7)為平面鏡、凹形面鏡或凸形面鏡中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的AR光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述半透半反鏡單元的數(shù)量為三個(gè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AR光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述景深分離結(jié)構(gòu)(10)為微透鏡陣列，所述微透鏡陣列與所述會(huì)聚透鏡(5)平行布置；

所述微透鏡陣列用于接收所述圖像源射出的光線并形成多條所述不同景深的光束射出。