[發明專利]AR光機和頭戴顯示設備

在審

• 申請號: 202210190365.X
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114488538A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 趙云;丁衛濤
• 申請（專利權）人: 歌爾股份有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 趙燕燕

本發明公開了一種AR光機和頭戴顯示設備，所述AR光機包括光源、波導組件、偏振元件及硅基顯示面板，所述波導組件包括基底和設于所述基底且間隔的耦入區和耦出區，所述耦入區對應于所述光源的出光側，以接收所述光源的光線，并將光線傳輸至所述耦出區；所述偏振元件設于所述耦出區的出光側，以將耦出的光線轉換為偏振態；所述硅基顯示面板設于所述偏振元件背離所述波導組件的一側，以成像并反射對應的偏振態光線。本發明的技術方案的AR光機可實現小型化。

技術領域

本發明涉及衍射光學器件技術領域，尤其涉及一種AR光機和頭戴顯示設備。

背景技術

AR(Augmented Reality，增強現實)顯示是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應的圖像、視頻、3d模型的技術，這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動。

其中，AR光機是為AR顯示設備提供圖像源的結構，其主流架構一般使用硅基液晶面板(LCOS的panel)作為成像基礎，當然還包括有提供光源的照明部分，該類型的AR光機價格低，技術成熟，但是由于其中的照明部分的體積較大，占用光機體積的一半，從而使得AR光機的整體體型較大，難以實現小型化結構。

發明內容

基于此，有必要提供一種AR光機，通過使用波導結構代替照明部分，旨在有效降低照明組件的體積，進而實現小型化的AR光機。

為實現上述目的，本發明提出的AR光機包括：

光源；

波導組件，所述波導組件包括基底和設于所述基底且間隔的耦入區和耦出區，所述耦入區對應于所述光源的出光側，以接收所述光源的光線，并將光線傳輸至所述耦出區；

偏振元件，所述偏振元件設于所述耦出區的出光側，以將耦出的光線轉換為偏振態；及

硅基顯示面板，所述硅基顯示面板設于所述偏振元件背離所述波導組件的一側，以成像并反射對應的偏振態光線。

可選地，所述AR光機還包括準直鏡，所述準直鏡設于所述光源與所述耦入區之間，以接收所述光源的光線并傳遞至所述耦入區內。

可選地，所述準直鏡朝向所述光源的一側為平面，背向所述光源的一側為凸面，所述平面的面積大于所述光源的發光面積。

可選地，所述光源設有三個，所述耦入區設有三個，三個所述耦入區在所述基底沿垂直于衍射的方向上間隔排布，所述光源與所述耦入區一一對應。

可選地，所述耦入區的面積為所述光源的發光面積的5倍及以上。

可選地，所述偏振元件的面積大于所述耦出區的面積；

和/或，所述硅基顯示面板的面積小于所述偏振元件的面積，且小于所述耦出區的面積。

可選地，所述波導組件的視場角范圍為大于等于18度小于等于22度。

可選地，所述AR光機還包括透鏡，所述透鏡位于所述波導組件背離所述偏振元件的一側。

可選地，所述透鏡設有多個，多個所述透鏡在所述硅基顯示面板至所述波導組件的方向上依次間隔設置。

為了實現上述目的，本發明又提出一種頭戴顯示設備，所述頭戴顯示設備包括主體和如上所述的AR光機，所述AR光機安裝于所述主體。