一种增强现实设备制造技术

本公开涉及一种增强现实设备，包括目镜组件和投光组件；目镜组件包括：透光片；第一偏振元件，设置在透光片的靠近观察侧的第一表面，被配置为透射第一偏振方向的光且吸收第二偏振方向的光；第二偏振元件，设置在透光片的远离观察侧的第二表面，被配置为透射第一偏振方向的光且反射第二偏振方向的光；相位延迟器，设置在透光片的远离观察侧的一侧，相位延迟器远离透光片的一侧设置有反射器件；投光组件的投光方向朝向透光片的第二表面，其之前设置有光源，投光组件依次包括：第一起偏器、第一光开关、第一双折射晶体、第二相位延迟器、第二双折射晶体、第二光开关。利用本公开各实施例，可以提高增强现实设备的显示效果，提高用户体验。

An augmented reality device

【技术实现步骤摘要】
一种增强现实设备
本公开涉及光显示
，尤其涉及一种增强现实设备。
技术介绍
随着科技水平的不断发展和人们生活水平的日益提高，传统的显示设备已经无法满足当下的用户需求。增强现实(AugmentReality，AR)设备可以集成虚拟世界以及现实世界，其通过视觉、听觉等多感官模拟信息与真实环境信息的实时叠加，达到超越和增加现实的感官体验，已经越来越广泛地应用于各个领域。但是，现有的增强显示设备，由于环境光的影响以及显示亮度的不足，导致图像显示的清晰度和分辨率较低，导致显示效果较差。另外，现有增强显示设备的景深往往无法调整，导致用户观看时容易出现眩晕等不良体验，导致用户体验较低。
技术实现思路
本公开提出了一种增强现实设备，以提高增强现实设备的显示效果，提高用户体验。根据本公开的一方面，提供了一种增强现实设备，所述设备包括目镜组件和投光组件；所述目镜组件包括：透光片；第一偏振元件，设置在所述透光片的靠近观察侧的第一表面，被配置为透射第一偏振方向的光且吸收第二偏振方向的光；第二偏振元件，设置在所述透光片的远离观察侧的第二表面，被配置为透射所述第一偏振方向的光且反射所述第二偏振方向的光；相位延迟器，设置在所述透光片的远离观察侧的一侧，所述相位延迟器远离所述透光片的一侧设置有反射器件，所述反射器件的反射面朝向所述相位延迟器；所述投光组件的投光方向朝向所述透光片的第二表面，以及朝向所述透光片和所述相位延迟器之间，沿所述投光方向，在所述投光组件之前设置有光源，所述投光组件依次包括：第一起偏器、第一光开关、第一双折射晶体、第二相位延迟器、第二双折射晶体、第二光开关，所述第一起偏器用于将所述光源发出的光处理为线偏振光，所述第一光开关在打开状态下改变线偏振光的偏振方向，在关闭状态下不改变线偏振光的偏振反向，所述第一双折射晶体对不同偏振方向的线偏振光的折射率不同。在一种可能的实现方式中，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向垂直。在一种可能的实现方式中，所述相位延迟器为π/4相位延迟器。在一种可能的实现方式中，所述第一偏振元件包括透射P光且吸收S光的偏振膜，所述偏振膜覆盖在所述第一表面。在一种可能的实现方式中，所述第二偏振元件包括透射P光且反射S光的偏振反射膜，所述偏振反射膜覆盖在所述第二表面。在一种可能的实现方式中，在所述投光组件和所述目镜组件之间，所述设备还包括中继放大单元，用于增大透射光的光束宽度。在一种可能的实现方式中，所述投光组件还包括控制器，用于控制所述光源，以及用于控制所述第一光开关的打开或关闭。在一种可能的实现方式中，沿所述投光方向，在所述第二光开关之后，所述投光组件还包括第二起偏器。在一种可能的实现方式中，所述第一双折射晶体的晶体光轴垂直于所述第二起偏器的偏振化方向，且与所述第一起偏器的偏振化方向成45°夹角，所述第二双折射晶体的晶体光轴垂直于所述第一起偏器的偏振化方向，且与所述第二起偏器的偏振化方向成45°夹角。在一种可能的实现方式中，所述第二相位延迟器为π/2相位延迟器。在一种可能的实现方式中，在所述第一双折射晶体和所述第二相位延迟器之间设置有第三双折射晶体，在所述第二双折射晶体和所述第二光开关之间设置有第四双折射晶体。在一种可能的实现方式中，所述第一双折射晶体的晶体光轴和所述第三双折射晶体的晶体光轴，均垂直于所述第二起偏器的偏振化方向，且均与所述第一起偏器的偏振化方向成第一夹角；所述第二双折射晶体的晶体光轴和所述第四双折射晶体的晶体光轴，均垂直于所述第一起偏器的偏振化方向，且均与所述第二起偏器的偏振化方向成第二夹角。根据本公开的各实施例提供的各种实施方式，可以通过所述透光片和所述第一偏振元件和所述第二偏振元件的配合，有效地阻止环境光入射到观察侧，减少甚至避免环境光对观察者的影响，提高显示效果。进一步的，利用所述第一双折射晶体、第二双折射晶体以及设置于第一双折射晶体、第二双折射晶体之间的第二相位延迟器，可以实现多景深的“球面成像”图像输出方式，可以确保图像输出的质量维持在“球面成像”这一高质量输出模式下，图像畸变少，成像清晰度提高。另外，由于自然光传输经过设备中的各偏振元件时会大量的损耗，所以，通过所述第一起偏器将自然光转换为线偏振光，相较于自然光可以减少损耗。同时，通过调节起偏器、双光开关、相位延迟器的偏振态，使两个光开关不管开启或闭合，进入目镜组件的光都为线偏振光(S光)，在此前提下，利用目镜组件的偏振反射器和相位延迟器的组合代替半透半反镜可以有效提高显示亮度，可以进一步提高显示效果，提高用户体验。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。图1示出本公开一种实施例提供的一种增强现实设备的结构示意图。图2示出本公开另一种实施例提供的一种增强现实设备的结构示意图。图3示出本公开一种实施例提供的所述第一双折射晶体的光路示意图。图4示出本公开一种实施例提供的所述第二双折射晶体的光路示意图。图5示出本公开一种实施例提供的所述第二相位延迟器的光路示意图。图6示出本公开一种实施例提供的所述第一双折射晶体和所述第三双折射晶体的光路示意图。图7示出本公开一种实施例提供的所述第二双折射晶体和所述第四双折射晶体的光路示意图。图8示出本公开一种实施例提供的所述目镜组件增加补偿面之后的光路示意图。图9示出显示图像在第一景深处的MTF曲线。图10示出显示图像在第一景深处的畸变网格。图11示出显示图像在第二景深处的MTF曲线。图12示出显示图像在第二景深处的畸变网格。附图标记列表具体实施方式以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。图1示出本公开一种实施例提供的一种增强现实设备的结构示意图。所述增强现实(AR)设备可以是透明显示器、半透明显示器、透视显示设备、混合现实显示设备、平面显示器、头戴式显示器、车载抬头显示器等类型的增强现实设备中，用户可以在观察侧通过所述目镜组件观看显示设备显示的图像、动态图像等。具体的，如图1所示，所述设备可以包括目镜组件20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强现实设备，其特征在于，所述设备包括目镜组件和投光组件；/n所述目镜组件包括：透光片；/n第一偏振元件，设置在所述透光片的靠近观察侧的第一表面，被配置为透射第一偏振方向的光且吸收第二偏振方向的光；/n第二偏振元件，设置在所述透光片的远离观察侧的第二表面，被配置为透射所述第一偏振方向的光且反射所述第二偏振方向的光；/n相位延迟器，设置在所述透光片的远离观察侧的一侧，所述相位延迟器远离所述透光片的一侧设置有反射器件，所述反射器件的反射面朝向所述相位延迟器；/n所述投光组件的投光方向朝向所述透光片的第二表面，以及朝向所述透光片和所述相位延迟器之间，沿所述投光方向，在所述投光组件之前设置有光源，所述投光组件依次包括：第一起偏器、第一光开关、第一双折射晶体、第二相位延迟器、第二双折射晶体、第二光开关，所述第一起偏器用于将所述光源发出的光处理为线偏振光，所述第一光开关在打开状态下改变线偏振光的偏振方向，在关闭状态下不改变线偏振光的偏振反向，所述第一双折射晶体对不同偏振方向的线偏振光的折射率不同。/n

【技术特征摘要】
1.一种增强现实设备，其特征在于，所述设备包括目镜组件和投光组件；
所述目镜组件包括：透光片；
第一偏振元件，设置在所述透光片的靠近观察侧的第一表面，被配置为透射第一偏振方向的光且吸收第二偏振方向的光；
第二偏振元件，设置在所述透光片的远离观察侧的第二表面，被配置为透射所述第一偏振方向的光且反射所述第二偏振方向的光；
相位延迟器，设置在所述透光片的远离观察侧的一侧，所述相位延迟器远离所述透光片的一侧设置有反射器件，所述反射器件的反射面朝向所述相位延迟器；
所述投光组件的投光方向朝向所述透光片的第二表面，以及朝向所述透光片和所述相位延迟器之间，沿所述投光方向，在所述投光组件之前设置有光源，所述投光组件依次包括：第一起偏器、第一光开关、第一双折射晶体、第二相位延迟器、第二双折射晶体、第二光开关，所述第一起偏器用于将所述光源发出的光处理为线偏振光，所述第一光开关在打开状态下改变线偏振光的偏振方向，在关闭状态下不改变线偏振光的偏振反向，所述第一双折射晶体对不同偏振方向的线偏振光的折射率不同。


2.如权利要求1所述的一种增强现实设备，其特征在于，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向垂直。


3.如权利要求1所述的一种增强现实设备，其特征在于，所述相位延迟器为π/4相位延迟器。


4.如权利要求1所述的一种增强现实设备，其特征在于，所述第一偏振元件包括透射P光且吸收S光的偏振膜，所述偏振膜覆盖在所述第一表面。


5.如权利要求1所述的一种增强现实设备，其特征在于，所述第二偏振元件包括透射P光且反射S光的偏振反射膜，所述偏振反射膜覆盖在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏一振，张卓鹏，李海峰，丁毅，
申请(专利权)人：杭州光粒科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33