增强现实显示系统和增强现实设备技术方案

本实用新型专利技术公开一种增强现实显示系统和增强现实设备。增强现实显示系统包括：图像源；成像透镜组件，包括第一偏振分光棱镜、四分之一波片和透镜，第一偏振分光棱镜设于图像源的一侧，第一偏振分光棱镜具有第一分光面，四分之一波片设于第一偏振分光棱镜背对图像源的一侧，透镜设于四分之一波片背对第一偏振分光棱镜的一侧；以及波导片，设于成像透镜组件的侧方，波导片的入射面与成像透镜组件的主光轴平行，图像源射出的光线依次透过第一偏振分光棱镜和四分之一波片后，经透镜反射回第一分光面，以通过第一分光面反射并垂直射入波导片内。本申请使光线垂直入射波导片内，使得结构更小巧，制作形成的增强显示设备，更加便于佩戴和携带。戴和携带。戴和携带。

【技术实现步骤摘要】
增强现实显示系统和增强现实设备


[0001]本技术涉及增强现实显示
，特别涉及一种增强现实显示系统和应用该增强现实显示系统的增强现实设备。

技术介绍

[0002]目前，增强现实(Augmented Reality，简称AR)显示技术发展迅速。AR技术的存在，使得用户在可看见虚拟现实的同时也能看见现实中场景，使虚拟与现实的交流更加便捷，因此备受用户青睐。
[0003]相关技术的增强现实设备，例如增强现实眼镜或头盔，其增强现实显示系统中成像透镜组件射出到波导片的光路，一般是呈倾斜的夹角射入波导片的入射面，这样在外面加装外壳结构时需要更大的空间进行容纳安装，从而导致整体体积较大，不便于携带。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的是提供一种增强现实显示系统，旨在可以减小增强现实设备的整体体积，便于携带。
[0005]为实现上述目的，本技术提出的增强现实显示系统，包括：
[0006]图像源；
[0007]成像透镜组件，包括第一偏振分光棱镜、四分之一波片和透镜，所述第一偏振分光棱镜设于所述图像源的一侧，所述第一偏振分光棱镜具有第一分光面，所述四分之一波片设于所述第一偏振分光棱镜背对所述图像源的一侧，所述透镜设于所述四分之一波片背对所述第一偏振分光棱镜的一侧；以及
[0008]波导片，设于所述成像透镜组件的侧方，所述波导片的入射面与所述成像透镜组件的主光轴平行，所述图像源射出的光线依次透过所述第一偏振分光棱镜和所述四分之一波片后，经所述透镜反射回所述第一分光面，以通过所述第一分光面反射并垂直射入所述波导片内。
[0009]可选地，所述第一分光面设有偏振元件。
[0010]可选地，所述偏振元件为偏振分光膜或者金属线栅偏振片。
[0011]可选地，所述第一偏振分光棱镜面向所述波导片一侧的表面与所述第一分光面之间的夹角α为45
°
。
[0012]可选地，所述透镜为曲面透镜，所述曲面透镜包括相对设置的透射平面和非球面，所述透射平面面向所述四分之一波片设置，以使所述图像源射出的光线透过所述透射平面后，经所述非球面反射回所述第一分光面。
[0013]可选地，所述波导片为几何阵列光波导片。
[0014]可选地，所述成像透镜组件还包括第二偏振分光棱镜，所述第二偏振分光棱镜设于所述第一偏振分光棱镜面对所述图像源的一侧，所述第二偏振分光棱镜具有第二分光面，所述增强现实显示系统包括用以发出照明光线的光源，所述光源设于所述第二偏振分
光棱镜的侧方，所述光源发出的照明光线进入所述第二偏振分光棱镜后，经所述第二分光面反射至所述图像源，并由所述图像源射出。
[0015]可选地，所述第二偏振分光棱镜面向所述光源一侧的表面与所述第二分光面之间的夹角β为45
°
，以使所述第二分光面反射的光线垂直射向所述图像源。
[0016]可选地，所述图像源、所述第二偏振分光棱镜、所述第一偏振分光棱镜、所述四分之一波片和所述透镜的中心位于同一直线上。
[0017]本技术还提出一种增强现实设备，包括外壳和上述任意一项所述的增强现实显示系统，所述增强现实显示系统设于所述外壳内。
[0018]本技术技术方案的增强现实显示系统，图像源射出光线后通过第一偏振分光棱镜，使得P偏振光可以完全透过；当P偏振光达到四分之一波片时，由于四分之一波片能够改变偏振光的状态，因此P偏振光在首次透过四分之一波片时，可以使线偏振光变为椭圆偏振光，而透过的椭圆偏振光被透镜反射回来后再次通过四分之一波片时，便可以变回线偏振光，并且P偏振光变为S偏振光。之后，S偏振光通过第一分光面反射后，耦合进入波导片片内。该方式中，通过在四分之一波片背对第一偏振分光棱镜的一侧设置透镜将光线反射回至第一偏振分光棱镜，从而使由图像源到成像透镜组件再到波导片的光路形成为来回折叠的光路，并且波导片的入射面与成像透镜组件的主光轴平行，这样折回的光线在经过第一分光面反射后可以垂直射入波导片片内，从而避免了光线与波导片之间存在倾斜入射夹角，这样在外面加装外壳时无需扩大外壳内的空间进行容纳，进而有效的减小了增强现实设备的整体体积，方便用户携带。同时，制作形成的增强显示设备，更加便于佩戴和携带。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0020]图1为本技术增强现实显示系统一实施例的结构示意图；
[0021]图2为图1中的部分结构示意图；
[0022]图3为本技术增强现实显示系统另一实施例的结构示意图；
[0023]图4为图3中的部分结构示意图；
[0024]图5为图4的另一视角视图；
[0025]图6为本技术增强现实显示系统中波导片一实施例的结构示意图；
[0026]图7为本技术增强现实设备一实施例的示意图。
[0027]附图标号说明：
[0028][0029][0030]本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0031]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0032]需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0033]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0034]另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“且/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A且/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强现实显示系统，其特征在于，包括：图像源；成像透镜组件，包括第一偏振分光棱镜、四分之一波片和透镜，所述第一偏振分光棱镜设于所述图像源的一侧，所述第一偏振分光棱镜具有第一分光面，所述四分之一波片设于所述第一偏振分光棱镜背对所述图像源的一侧，所述透镜设于所述四分之一波片背对所述第一偏振分光棱镜的一侧；以及波导片，设于所述成像透镜组件的侧方，所述波导片的入射面与所述成像透镜组件的主光轴平行，所述图像源射出的光线依次透过所述第一偏振分光棱镜和所述四分之一波片后，经所述透镜反射回所述第一分光面，以通过所述第一分光面反射并垂直射入所述波导片内。2.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其特征在于，所述第一分光面设有偏振元件。3.如权利要求2所述的增强现实显示系统，其特征在于，所述偏振元件为偏振分光膜或者金属线栅偏振片。4.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其特征在于，所述第一偏振分光棱镜面向所述波导片一侧的表面与所述第一分光面之间的夹角α为45
°
。5.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其特征在于，所述透镜为曲面透镜，所述曲面透镜包括相对设置的透射平面和非球面，所述透射平面面向所述四分之一波片设置，以使所述图像源...

【专利技术属性】
技术研发人员：王景，黄航，宋强，马国斌，
申请(专利权)人：深圳珑璟光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：