[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于AR顯示的衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110304002.X
• 申請(qǐng)日: 2021-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112882241A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱以勝;唐浩;蔣厚強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市光舟半導(dǎo)體技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B27/01
• 分類(lèi)號(hào): G02B27/01
• 代理公司: 深圳市科哲專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 44767
• 代理人: 周黎陽(yáng)

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于AR顯示的衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)，包括光引擎、光波導(dǎo)片、光柵、光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)、架體；所述光引擎設(shè)于光波導(dǎo)片前側(cè)，光柵貼設(shè)于光波導(dǎo)片后側(cè)，光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)設(shè)于光引擎與光波導(dǎo)片之間；所述光引擎、光波導(dǎo)片、光柵、光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)分別設(shè)于架體之上。本發(fā)明的一種用于AR顯示的衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)，其利用光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)改變光線的傳播路徑最終也能實(shí)現(xiàn)光線垂直入射到光波導(dǎo)片上的入瞳區(qū)域，而不局限于光引擎只能落在光波導(dǎo)片入瞳區(qū)域的正上方；如此光引擎、波導(dǎo)片的設(shè)置位置相對(duì)靈活，可設(shè)計(jì)出更符合人體工學(xué)的AR眼鏡。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及AR眼鏡，特別涉及一種用于AR顯示的衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近眼顯示技術(shù)是當(dāng)前AR眼鏡中必須用到的關(guān)鍵技術(shù)之一。近眼顯示系統(tǒng)一般由圖像源及光傳輸系統(tǒng)組成，圖像源發(fā)出的圖像畫(huà)面，通過(guò)光學(xué)傳輸系統(tǒng)傳遞到人眼中。光學(xué)傳輸系統(tǒng)中較為先進(jìn)的技術(shù)為光波導(dǎo)傳輸方案。其中光波導(dǎo)技術(shù)最為關(guān)鍵的部件即為光波導(dǎo)片，光波導(dǎo)片主要是將平板玻璃作為波導(dǎo)的傳輸主體，主要分為入瞳區(qū)域、擴(kuò)瞳區(qū)域、出瞳區(qū)域三個(gè)部分組成。其中，入瞳區(qū)域采用特殊設(shè)計(jì)的表面光柵或者棱鏡耦合，擴(kuò)瞳區(qū)域采用特殊設(shè)計(jì)的表面光柵或者體光柵，出瞳區(qū)域采用特殊設(shè)計(jì)的體光柵。圖像源發(fā)出的圖像畫(huà)面需要垂直入射到光波導(dǎo)片的入瞳區(qū)域后才能完好的在擴(kuò)瞳以及出瞳區(qū)域進(jìn)行圖像畫(huà)面的傳輸。

如圖1所示，目前利用光波導(dǎo)技術(shù)的AR眼鏡中，AR眼鏡中的鏡片需要始終保持在同一個(gè)平面內(nèi)不能存在夾角，才能保證后續(xù)兩個(gè)鏡片所成的像才能耦合在一起，不會(huì)存在空間上的偏差。又為了確保光引擎(圖像源)產(chǎn)生的圖像畫(huà)面垂直入射進(jìn)光波導(dǎo)片，光引擎必須落在入瞳區(qū)域的正上方，這樣子的位置關(guān)系對(duì)像質(zhì)才不會(huì)產(chǎn)生影響。

現(xiàn)有技術(shù)中光引擎只能落在光波導(dǎo)片入瞳區(qū)域的正上方，位置放置較為單一，導(dǎo)致鏡腿位置固定，違反一定的人體工學(xué)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于AR顯示的衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)，其利用二次反射棱鏡以及平面反射鏡改變光線的傳播路徑最終也能實(shí)現(xiàn)光線垂直入射到光波導(dǎo)片上的入瞳區(qū)域，而不局限于光引擎只能落在光波導(dǎo)片入瞳區(qū)域的正上方。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種用于AR顯示的衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)，包括光引擎、光波導(dǎo)片、光柵、光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)、架體(鏡框)；

所述光引擎設(shè)于光波導(dǎo)片前側(cè)，光柵貼設(shè)于光波導(dǎo)片后側(cè)，光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)設(shè)于光引擎與光波導(dǎo)片之間；所述光引擎、光波導(dǎo)片、光柵、光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)分別設(shè)于架體之上；

所述光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)為二次反射棱鏡、平面反射鏡、梯形棱鏡中的一種；上述三中不同的光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)，對(duì)應(yīng)的光引擎、光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)、光波導(dǎo)片三者的設(shè)置位置及角度不同。

當(dāng)光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)為二次反射棱鏡時(shí)，二次反射棱鏡的前側(cè)直角邊與波導(dǎo)片平行，其右側(cè)的直角邊與波導(dǎo)片垂直，并且右側(cè)的直角邊鍍上金屬反射膜(如銀、鋁、金等)，以減少光能損失。

本發(fā)明的有益效果：

其利用光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)改變光線的傳播路徑最終也能實(shí)現(xiàn)光線垂直入射到光波導(dǎo)片上的入瞳區(qū)域，而不局限于光引擎只能落在光波導(dǎo)片入瞳區(qū)域的正上方。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中光引擎、光波導(dǎo)片的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種用于AR顯示的衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖(實(shí)施方式一)；

圖3為本發(fā)明的一種用于AR顯示的衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖(實(shí)施方式二)；

圖4為本發(fā)明的一種用于AR顯示的衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖(實(shí)施方式三)；

圖5為本發(fā)明光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)為二次發(fā)射棱鏡時(shí)的光路反射示意圖；

圖6為本發(fā)明光路轉(zhuǎn)向介質(zhì)為平面反射鏡時(shí)的光路反射示意圖；