一种近眼显示系统及增强现实设备技术方案

本发明专利技术公开了一种近眼显示系统及增强现实设备，所述近眼显示系统包括：扫描光源、焦距镜组、可反可透平面镜和可反可透凹面镜；所述扫描光源输出的扫描光线经过所述焦距镜组后，被所述可反可透平面镜反射至可反可透凹面镜，经过所述可反可透凹面镜会聚反射后，再经所述可反可透平面镜后被人眼接收；外界环境光线依次经过所述可反可透凹面镜和所述可反可透平面镜后被人眼接收。本发明专利技术实施例提供的近眼显示系统中采用了传统光学器件来将扫描光线和外界环境光线传递至人眼，保证了本发明专利技术实施例提供的近眼显示光学系统提供的虚拟图像色彩的准确性，同时保证了虚拟图像的亮度的均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及增强现实领域，尤其涉及一种近眼显示系统及增强现实设备。
技术介绍
增强现实(英文：Augmented Reality；简称：AR)，是利用虚拟物体或信息对真实场景进行现实增强的技术。增强现实技术通常基于摄像头等图像采集设备获得的真实物理环境影像，通过计算机系统识别分析及查询检索，将与之存在关联的文本内容、图像内容或图像模型等虚拟生成的扩展信息或虚拟场景显示在真实物理环境影像中，从而使用户能够获得身处的现实物理环境中的真实物体的标注、说明等相关扩展信息，或者体验到现实物理环境中真实物体的立体的、突出强调的增强视觉效果。现有的增强现实设备一般通过平板波导技术或衍射波导技术将光线引入人眼中，以平板波导技术为例，请参考图1，图1为现有技术中平板波导技术对应的光路图，如图1所示，每一光束被每一内嵌反射镜的多次反射和透射，在人眼100处观察到的虚拟图像的亮度不均，且由于不同波段的光谱在波导内的折射率不一样，反射和透射的角度不一样，光透射和反射系数不一样，从而导致在人眼100处观察到的虚拟图像的色彩不均，并且随着光线的透射次数和反射次数的增加，光线的损失率也逐渐增高，导致虚拟图像的亮度也逐渐降低，极大地影响了用户体验；而衍射波导技术中衍射元件本身就具有色散大的缺陷，并且衍射效率对入射光谱的波长和角度很敏感，从而导致在人眼处观察到的虚拟图像的色彩和亮度不均，也会极大地影响用户体验。因此，现有技术中存在增强现实设备提供的虚拟图像的色彩和亮度不均的技术问题，极大地影响了增强现实设备的用户体验。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种近眼显示系统及增强现实设备，解决了现有技术中存在的增强现实设备提供的虚拟图像的色彩和亮度不均的技术问题，能够为
用户提供色彩和亮度均匀的虚拟图像。为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例第一方面提供了一种近眼显示系统，包括：扫描光源、焦距镜组、可反可透平面镜和可反可透凹面镜；所述扫描光源输出的扫描光线经过所述焦距镜组后，被所述可反可透平面镜反射至可反可透凹面镜，经过所述可反可透凹面镜会聚反射后，再经所述可反可透平面镜后被人眼接收；外界环境光线依次经过所述可反可透凹面镜和所述可反可透平面镜后被人眼接收。可选地，所述扫描光源设置于所述焦距镜组上方，所述可反可透平面镜设置于所述焦距镜组下方，且所述可反可透平面镜位于所述可反可透凹镜与人眼之间。可选地，所述扫描光源包括光束提供单元和二维扫描器件，所述光束提供单元用于发出准直光线，所述二维扫描器件用于将所述准直光线在两个不同的方向上进行扫描，输出所述扫描光线。可选地，所述光束提供单元具体包括激光发生器和准直组件，所述激光发生器用于生成激光，所述准直组件用于将所述激光进行准直处理，以输出所述准直光线。可选地，所述光束提供单元还包括光纤耦合组件和光纤，所述光纤耦合组件用于将所述激光发生器生成的激光耦合进入所述光纤，所述光纤将所述激光发射至所述准直组件。可选地，所述光纤的出射端研磨为曲面结构。可选地，所述二维扫描器件具体为DMD、二维MEMS振镜、双单轴MEMS振镜、EOD或液晶光栅。可选地，所述焦距镜组包括定焦镜组或可变焦镜组。可选地，所述可变焦镜组具体为液晶透镜。本专利技术实施例第二方面提供了一种增强现实设备，包括如第一方面任一所述的近眼显示系统。本专利技术实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：本专利技术实施例提供的近眼显示系统中采用了传统光学器件来将扫描光线
和外界环境光线传递至人眼，由于传统光学器件在传递图像光线时具有低色散的优点，所以保证了本专利技术实施例提供的近眼显示光学系统提供的虚拟图像色彩的准确性，同时图像光线进入人眼的损失率相同，不存在同一图像的一部分光线的损失率较低而另一部分光线的损失率较高而出现的亮度不均匀的现象，从而保证了虚拟图像的亮度的均匀性，避免了因虚拟图像的色彩和亮度不均而影响增强现实设备的用户体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：图1为现有技术中平板波导技术对应的光路图；图2为本专利技术实施例提供的近眼显示系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的扫描光源201的结构示意图；图4A和图4B为光纤20114的出射端为曲面结构的两种实现方式的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例第一方面提供了一种近眼显示系统，请参考图2，图2为本专利技术实施例提供的近眼显示系统的结构示意图，如图2所示，该近眼显示系统包括：扫描光源201、焦距镜组202、可反可透平面镜203和可反可透凹面镜204；扫描光源201输出的扫描光线经过焦距镜组202后，被可反可透平面镜203反射至可反可透凹面镜204，经过可反可透凹面镜204会聚反射后，再经可反可透平面镜203后被人眼接收，这样，通过人眼的视网膜的视觉暂留现象，扫
描光线在就能够在人眼中形成虚拟图像；外界环境光线依次经过可反可透凹面镜204和可反可透平面镜203后被人眼接收，从而能够在人眼中形成外界环境图像。可以看出，本专利技术实施例提供的近眼显示系统能够向用户同时提供扫描光源201输出的扫描光线和外界环境光线，使得扫描光线形成的虚拟图像能够叠加在外界环境光线形成的外界环境图像上，从而能够向用户提供增强现实的体验。通过上述结构可以看出，本专利技术实施例提供的近眼显示系统中采用了传统光学器件来将扫描光线和外界环境光线传递至人眼，由于传统光学器件在传递图像光线时具有低色散的优点，所以保证了本专利技术实施例提供的近眼显示光学系统提供的虚拟图像色彩的准确性，同时图像光线进入人眼的损失率相同，不存在同一图像的一部分光线的损失率较低而另一部分光线的损失率较高而出现的亮度不均匀的现象，从而保证了虚拟图像的亮度的均匀性，避免了因虚拟图像的色彩和亮度不均而影响增强现实设备的用户体验。在本实施例中，扫描光源201设置于焦距镜组202上方，可反可透平面镜203设置于焦距镜组202下方，且可反可透平面镜203位于可反可透凹镜与人眼之间。在本实施例中，请继续参考图2，如图2所示，扫描光源201包括光束提供单元2011和二维扫描器件2012，光束提供单元2011用于发出准直光线，二维扫描器件2012用于将准直光线在两个不同的方向上进行扫描，输出扫描光线。请参考图3，图3为本专利技术实施例提供的扫描光源201的结构示意图，如图3所示，光束提供单元2011具体包括激光发生器20111和准直组件20112，激光发生器20111用于生成激光，准直组件20112用于将激光进行准直处理，以输出准直光线。在本实施例中，请继续参考图3，激光发生器20111具体包括红色激光发生单元201111、蓝色激光发生单元201112和绿色激光发生单元20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近眼显示系统，其特征在于，包括：扫描光源、焦距镜组、可反可透平面镜和可反可透凹面镜；所述扫描光源输出的扫描光线经过所述焦距镜组后，被所述可反可透平面镜反射至可反可透凹面镜，经过所述可反可透凹面镜会聚反射后，再经所述可反可透平面镜后被人眼接收；外界环境光线依次经过所述可反可透凹面镜和所述可反可透平面镜后被人眼接收。

【技术特征摘要】
1.一种近眼显示系统，其特征在于，包括：扫描光源、焦距镜组、可反可透平面镜和可反可透凹面镜；所述扫描光源输出的扫描光线经过所述焦距镜组后，被所述可反可透平面镜反射至可反可透凹面镜，经过所述可反可透凹面镜会聚反射后，再经所述可反可透平面镜后被人眼接收；外界环境光线依次经过所述可反可透凹面镜和所述可反可透平面镜后被人眼接收。2.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述扫描光源设置于所述焦距镜组上方，所述可反可透平面镜设置于所述焦距镜组下方，且所述可反可透平面镜位于所述可反可透凹镜与人眼之间。3.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述扫描光源包括光束提供单元和二维扫描器件，所述光束提供单元用于发出准直光线，所述二维扫描器件用于将所述准直光线在两个不同的方向上进行扫描，输出所述扫描光线。4.如权利要求3所述的近眼显示系统，其特征在于，所述光束提供单元具...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄琴华，周旭东，喻秀英，
申请(专利权)人：成都理想境界科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51