[發明專利]一種緊湊型波導顯示光學系統及AR眼鏡

有效

• 申請號: 202011297124.2
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112099239B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 李勇;吳斐
• 申請（專利權）人: 北京亮亮視野科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 苗曉靜

1.一種緊湊型波導顯示光學系統，其特征在于，包括：含有偏振分光膜的偏振分光棱鏡、四分之一波片一、四分之一波片二、反射鏡一、反射鏡二、轉折光學系統和光波導；其中，所述光波導中設置有陣列分光膜；所述轉折光學系統位于所述偏振分光棱鏡與所述光波導之間；

其中，所述偏振分光棱鏡至少包括入射面、出射面、第一反射面和第二反射面；其中，所述入射面與所述出射面相對設置，所述入射面靠近圖像源的一側設置有偏振選擇光學元件，所述第一反射面與所述第二反射面相對設置；

其中，所述四分之一波片一和所述反射鏡一按照依次遠離所述第一反射面的方向設置在所述第一反射面側；所述四分之一波片二和所述反射鏡二按照依次遠離所述第二反射面的方向設置在所述第二反射面側；

其中，所述入射面用于接收圖像源發出光線，所述圖像源發出的光線通過所述入射面進入所述偏振分光棱鏡內，經過所述偏振分光膜后，S偏振光反射、P偏振光透過；S偏振光反射后，經過所述四分之一波片一被所述反射鏡一反射，再次通過所述四分之一波片一，由S偏振光變為P偏振光后透過所述偏振分光膜，入射到所述四分之一波片二，經所述反射鏡二反射，再次通過所述四分之一波片二，由P偏振光變為S偏振光，再次經所述偏振分光膜反射后通過所述出射面射出，并通過所述轉折光學系統，以滿足全反射角的入射角度入射到所述光波導中，經過所述光波導中的陣列分光膜，部分光線反射后破壞全反射條件，出射所述光波導；所述光波導與所述出射面的夾角大于90°-arcsin(1/n)，其中，n表示光波導材料的折射率。

2.根據權利要求1所述的緊湊型波導顯示光學系統，其特征在于，所述光波導中的陣列分光膜的設置間隔為3~5mm。

3.根據權利要求1所述的緊湊型波導顯示光學系統，其特征在于，所述反射鏡一和/或所述反射鏡二的反射面為曲面。

4.根據權利要求1所述的緊湊型波導顯示光學系統，其特征在于，所述反射鏡一和所述反射鏡二的尺寸為0.5~2mm。

5.根據權利要求1所述的緊湊型波導顯示光學系統，其特征在于，所述光波導為采用高透過率的光學玻璃制成，包括多層玻璃基底以及夾在相鄰兩個基底中間的陣列分光膜；每片陣列分光膜結構均分別各自獨立為：α₁Hβ₁L/α₂Hβ₂L/…α_n-1Hβ_n-1L/α_nHβ_nL，其中H為高折射率材料膜層，L為低折射率材料膜層，α_n、β_n為各高折射率材料膜層和低折射率材料膜層的膜層厚度。

6.一種AR眼鏡，其特征在于，包括：如權利要求1-5任一項所述的緊湊型波導顯示光學系統。