一种光学眼镜制造技术

本发明专利技术公开了一种光学眼镜，包括眼镜镜片以及显示屏，显示屏位于眼镜镜片上方，显示屏的长轴方向与水平方向平行；显示画面光线沿铅垂方向依次经过光线耦入面、第一表面、结合面和第二表面后沿铅垂方向入射至全内反射面，显示画面光线在第一表面沿铅垂方向发生全内反射，在结合面沿铅垂方向部分透射，在第二表面沿铅垂方向发生全内反射；经全内反射面反射的显示画面光线沿铅垂方向依次经过第二表面和结合面后耦出眼镜镜片进入观测者眼睛，显示画面光线在第二表面沿铅垂方向发生全内反射，在结合面沿铅垂方向部分反射。由于显示屏位于眼镜镜片上方且显示屏的长轴方向与水平方向平行，保证光学眼镜兼顾轻薄、较大视场角和较大的人眼移动范围。

【技术实现步骤摘要】
一种光学眼镜
本专利技术实施例涉及虚拟和增强现实
，尤其涉及一种光学眼镜。
技术介绍
现有的用于增强现实的光学眼镜大都采用棱镜方案、自由曲面棱镜方案、离轴投影方案和阵列或全息光波导方案。棱镜方案和自由曲面棱镜方案视场角太小，离轴投影方案不能做到轻薄，阵列或全息光波导方案虽然轻薄，但由于工艺复杂且不成熟，成本昂贵，很难商业化应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种光学眼镜，以解决现有技术中光学眼镜不能兼顾良好的视场角和轻薄的技术问题。本专利技术实施例提供了一种光学眼镜，包括位于观测者眼睛正前方的眼镜镜片以及与所述眼镜镜片对应设置的显示屏，所述显示屏位于所述眼镜镜片上方；所述显示屏用于出射显示画面光线，且所述显示屏的长轴方向与水平方向平行；所述眼镜镜片包括光线耦入面、远离所述观测者眼睛一侧的第一表面、靠近所述观测者眼睛一侧的第二表面、连接所述第一表面和所述第二表面的全内反射面以及位于所述眼镜镜片内部的结合面；所述显示画面光线沿铅垂方向依次经过所述光线耦入面、所述第一表面、所述结合面和所述第二表面后沿所述铅垂方向入射至所述全内反射面，所述显示画面光线在所述第一表面沿所述铅垂方向发生全内反射，在所述结合面沿所述铅垂方向发生部分透射，在所述第二表面沿所述铅垂方向发生全内反射；经所述全内反射面反射的显示画面光线沿所述铅垂方向依次经过所述第二表面和所述结合面后耦出所述眼镜镜片进入所述观测者眼睛，所述显示画面光线在所述第二表面沿所述铅垂方向发生全内反射，在所述结合面沿所述铅垂方向发生部分反射。可选的，所述光学眼镜还包括耦合透镜，所述耦合透镜位于所述显示屏与所述光线耦入面之间；所述耦合透镜用于接收所述显示画面光线并将所述显示画面光线沿所述铅垂方向透射至所述光线耦入面。可选的，所述显示屏、所述耦合透镜和所述光学耦入面共轴设置。可选的，所述光线耦入面的光轴方向与所述铅垂方向之间的夹角为α，其中，20°≤α≤40°。可选的，所述光线耦入面包括非球面。可选的，所述全内反射面包括非球面。可选的，所述全内反射面的光轴方向与所述铅垂方向之间的夹角为β，其中，20°≤β≤40°。可选的，所述第一表面包括光波导面，所述第二表面包括光波导面。可选的，每片所述眼镜镜片包括第一镜片部分和第二镜片部分，所述第一镜片部分和所述第二镜片部分在所述结合面结合，所述结合面包括半透半反面；所述第一镜片部分包括所述光线耦入面、所述第一表面和部分所述第二表面；所述第二镜片部分包括部分所述第二表面和所述全内反射面。可选的，所述光学眼镜的出瞳距为L，其中12mm≤L≤22m。本专利技术实施例提供的光学眼镜，包括位于眼镜镜片以及分别与眼镜镜片对应设置的显示屏，显示层出射的显示画面光线沿铅垂方向依次经过光线耦入面、第一表面、结合面、第二表面后沿铅垂方向入射至全内反射面，显示画面光线在第一表面沿铅垂方向发生全内反射，在结合面沿铅垂方向发生部分透射，在第二表面沿铅垂方向发生全内反射；经全内反射面反射的显示画面光线沿铅垂方向依次经过第二表面和结合面后耦出眼镜镜片进入观测者眼睛，显示画面光线在第二表面沿铅垂方向发生全内反射，在结合面沿铅垂方向发生部分反射。由于显示屏位于眼镜镜片上方且显示屏的长轴方向与水平方向平行，显示屏发出的显示画面光线沿铅垂方向耦入眼镜镜片又沿铅垂方向经多次折反后耦出眼镜镜片后进入出瞳处的人眼，显示画面光线在铅垂方向的光路改变不影响显示画面光线在水平方向的出射范围，因此水平方向人眼允许移动的范围不受眼镜镜片厚度的限制，并且在相同眼镜镜片10厚度的情况下，水平方向视场角γ较大，所以，在同等规格显示屏的条件下，可以实现水平方向视场角和水平方向人眼允许移动的范围相对较大，并且眼镜镜片的厚度相对轻薄；同时，由于水平方向人眼允许移动的范围不受眼镜镜片厚度的限制，水平方向人眼允许移动的范围相对较大，因此用于双眼的光学眼镜时，即使在瞳距不可调的情况下，本专利技术实施例提供的光学眼镜对不同瞳距的人群佩戴兼容性相对较大；并且，由于光学眼镜针对左右眼的结构设计可以相同，因此，光学眼镜制造成本相对低赚，适合商业化应用。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本专利技术实施例提供的一种光学眼镜的光路结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种光学眼镜的俯视光路结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的另一种光学眼镜的光路结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种眼镜镜片的侧视图；图5是本专利技术实施例提供的一种眼镜镜片的正视图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本专利技术实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本专利技术的技术方案。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本专利技术的保护范围之内。图1是本专利技术实施例提供的一种光学眼镜的结构示意图，图2是本专利技术实施例提供的一种光学眼镜的俯视光路结构示意图，结合图1和图2所示，本专利技术实施例提供的光学眼镜可以包括位于观测者眼睛正前方的眼镜镜片10以及与眼镜镜片10对应设置的显示屏20，显示屏20位于眼镜镜片10上方。显示屏20用于出射显示画面光线21，且显示屏20的长轴方向与水平方向平行；眼镜镜片10包括光线耦入面101、远离观测者眼睛一侧的第一表面102、靠近观测者眼睛一侧的第二表面103、连接第一表面102和第二表面103的全内反射面104以及位于眼镜镜片10内部的结合面105；显示画面光线21沿铅垂方向依次经过光线耦入面101、第一表面102、结合面105和第二表面103后沿铅垂方向入射至内全反射面104，显示画面光线21在第一表面102沿铅垂方向发生全内反射，在结合面105沿铅垂方向发生部分透射，在第二表面103沿铅垂方向发生全内反射；经全内反射面104反射的显示画面光线21沿铅垂方向依次经过第二表面103和结合面105后耦出眼镜镜片10进入观测者眼睛，显示画面光线21在第二表面103沿铅垂方向发生全内反射，在结合面105沿铅垂方向发生部分发射。示例性的，铅垂方向可以理解为显示屏20指向眼镜镜片10的方向，如图1中的Y方向，水平方向可以理解为观测者左眼指向右眼的方向，如图2中的X方向，且铅垂方向与水平方向相互垂直。位于眼镜镜片10上方且长轴方向与水平方向平行的显示屏20发出的显示画面光线21沿铅垂方向经眼镜镜片10的光线耦入面101进入眼镜镜片10，耦入的显示画面光线21先被眼镜镜片10的第一表面102沿铅垂方向全内反射后部分透过眼镜镜片10的结合面105，又被眼镜镜片10的第二表面103沿铅垂方向全内反射到达眼镜镜片10的全内反射面104，显示画面光线21经全内反射面104全反射后又被眼镜镜片10的第二表面103沿铅垂方向全内反射，再次返回到眼镜镜片10的结合面105，结合面105将显示画面光线21沿铅垂方向部分反射后透过眼镜镜片10的第二表面103耦出眼镜镜片10进入位于出瞳位置处的观测者眼睛，观测者眼睛看到前方某距离处显示屏20上内容所成的像106，同时观测者眼睛又可以透过眼镜镜片10看到前方的现实场景，光学眼镜实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学眼镜，其特征在于，包括位于观测者眼睛正前方的眼镜镜片以及与所述眼镜镜片对应设置的显示屏，所述显示屏位于所述眼镜镜片上方；所述显示屏用于出射显示画面光线，且所述显示屏的长轴方向与水平方向平行；所述眼镜镜片包括光线耦入面、远离所述观测者眼睛一侧的第一表面、靠近所述观测者眼睛一侧的第二表面、连接所述第一表面和所述第二表面的全内反射面以及位于所述眼镜镜片内部的结合面；所述显示画面光线沿铅垂方向依次经过所述光线耦入面、所述第一表面、所述结合面和所述第二表面后沿所述铅垂方向入射至所述全内反射面，所述显示画面光线在所述第一表面沿所述铅垂方向发生全内反射，在所述结合面沿所述铅垂方向发生部分透射，在所述第二表面沿所述铅垂方向发生全内反射；经所述全内反射面反射的显示画面光线沿所述铅垂方向依次经过所述第二表面和所述结合面后耦出所述眼镜镜片进入所述观测者眼睛，所述显示画面光线在所述第二表面沿所述铅垂方向发生全内反射，在所述结合面沿所述铅垂方向发生部分反射。

【技术特征摘要】
1.一种光学眼镜，其特征在于，包括位于观测者眼睛正前方的眼镜镜片以及与所述眼镜镜片对应设置的显示屏，所述显示屏位于所述眼镜镜片上方；所述显示屏用于出射显示画面光线，且所述显示屏的长轴方向与水平方向平行；所述眼镜镜片包括光线耦入面、远离所述观测者眼睛一侧的第一表面、靠近所述观测者眼睛一侧的第二表面、连接所述第一表面和所述第二表面的全内反射面以及位于所述眼镜镜片内部的结合面；所述显示画面光线沿铅垂方向依次经过所述光线耦入面、所述第一表面、所述结合面和所述第二表面后沿所述铅垂方向入射至所述全内反射面，所述显示画面光线在所述第一表面沿所述铅垂方向发生全内反射，在所述结合面沿所述铅垂方向发生部分透射，在所述第二表面沿所述铅垂方向发生全内反射；经所述全内反射面反射的显示画面光线沿所述铅垂方向依次经过所述第二表面和所述结合面后耦出所述眼镜镜片进入所述观测者眼睛，所述显示画面光线在所述第二表面沿所述铅垂方向发生全内反射，在所述结合面沿所述铅垂方向发生部分反射。2.根据权利要求1所述的光学眼镜，其特征在于，所述光学眼镜还包括耦合透镜，所述耦合透镜位于所述显示屏与所述光线耦入面之间；所述耦合透镜用于接收所述显示画面光线并将所述显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖业卫，
申请(专利权)人：深圳创龙智新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44