增强现实光学机构及AR眼镜制造技术

本实用新型专利技术提供一种增强现实光学机构，包括显示面板、光线折转组件和光学组合器，显示面板用于发出图像光线；光线折转组件设置于图像光线的光路，光线折转组件包括入射面、出射面及奇数个全反射面，自入射面入射的图像光线，经奇数个全反射面的反射后从出射面出射，以使图像光线在出射面上形成的图像相对图像光线在入射面上形成的图像旋转90

【技术实现步骤摘要】
增强现实光学机构及AR眼镜


[0001]本技术涉及增强现实
，具体而言，涉及一种增强现实光学机构及AR眼镜。

技术介绍

[0002]增强现实(Augmented Reality，AR)是一种实时采集现实世界信息，并将虚拟信息、图像等与现实世界相结合的显示技术，有望成为继个人电脑、智能手机后的新一代信息交互终端，具有广阔的市场规模和想象空间。AR硬件显示系统通常包含微型光机和光学组合器两部分，其中，微型光机是用于生成图像光线的器件，光学组合器的作用是将实际环境光线和图像光线进行组合，使得人眼同时能够观察到环境和光机产生的图像信息。
[0003]就AR眼镜而言，微型光机可以放置在眼镜的镜腿处或眼镜中央的区域，其中，放置在镜腿处的AR眼镜形态更为接近传统眼镜，用户的佩戴体验也更好。对于将微型光机放置在镜腿处的AR眼镜，难以在不影响佩戴舒适性的基础上，获得大的横向视场。

技术实现思路

[0004]本技术实施例的目的在于提供一种增强现实光学机构及AR眼镜，以解决上述问题。本技术实施例通过以下技术方案来实现上述目的。
[0005]第一方面，本技术提供一种增强现实光学机构，包括显示面板、光线折转组件和光学组合器，显示面板用于发出图像光线；光线折转组件设置于图像光线的光路，光线折转组件包括入射面、出射面及奇数个全反射面，自入射面入射的图像光线，经奇数个全反射面的反射后从出射面出射，以使图像光线在出射面上形成的图像相对图像光线在入射面上形成的图像旋转90
°
；光学组合器设置于光线折转组件的出光光路，光学组合器用于将图像光线反射至人眼，还用于透射环境光。
[0006]在一种实施方式中，光线折转组件包括奇数个折转棱镜，入射面、出射面和全反射面均设置于奇数个折转棱镜，每个折转棱镜设有一个全反射面。
[0007]在一种实施方式中，折转棱镜的横截面为直角三角形，折转棱镜包括斜面，全反射面设置于折转棱镜的斜面。
[0008]在一种实施方式中，自入射面入射的图像光线的传播方向与从出射面出射的图像光线的传播方向一致。
[0009]在一种实施方式中，增强现实光学机构还包括光阑，光阑设置于入射面和出射面之间，光阑位于图像光线的光路。
[0010]在一种实施方式中，光线折转组件包括多个折转棱镜，多个折转棱镜依次连接，光阑设置于任意相邻两个折转棱镜之间。
[0011]在一种实施方式中，图像光线用于形成图像光束，图像光束在不同的折转棱镜内的横截面积不同，每个折转棱镜的横截面积与图像光束在对应的折转棱镜的最大横截面积相等。
[0012]在一种实施方式中，光学组合器包括波导基底、耦入元件以及耦出元件，耦入元件和耦出元件均设置于波导基底，图像光线自耦入元件进入波导基底，经波导基底的反射后从耦出元件出射至人眼。
[0013]在一种实施方式中，增强现实光学机构还包括准直透镜组件，准直透镜组件设置于显示面板和光线折转组件之间，用于对图像光线进行准直。
[0014]第二方面，本技术还提供一种AR眼镜，包括镜架以及上述任一增强现实光学机构，镜架包括镜框和镜腿，镜腿与镜框连接，显示面板设置于镜腿，光学组合器设置于镜框。
[0015]相较于现有技术，本技术提供的增强现实光学机构及AR眼镜，通过将光线折转组件设置于图像光线的光路，经过光线折转组件的奇数个全反射面的反射后出射，使得图像光线在所述出射面上形成的图像相对所述图像光线在所述入射面上形成的图像旋转90
°
，从而能够将显示面板的纵向尺寸转化为所成像的横向尺寸，将显示面板的横向尺寸转化为所成像的纵向尺寸，因此，通过增加显示面板的纵向尺寸即可获得大的横向视场，不需要增加显示面板的横向尺寸，当增强现实光学机构应用于AR眼镜时，增加显示面板的纵向尺寸，不会影响AR眼镜佩戴的舒适性。
[0016]本技术的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是现有技术提供的采用光波导方案的AR硬件显示系统的基本原理图。
[0019]图2是图1所示的AR硬件显示系统的显示面板的结构示意图。
[0020]图3是本技术提供的增强现实光学机构(光线折转组件展开后)的结构示意图。
[0021]图4是图3所示的增强现实光学机构的光线折转组件的结构示意图。
[0022]图5是图4所示的增强现实光学机构的光线折转组件的爆炸图。
[0023]图6是图3所示的增强现实光学机构的折转棱镜的原理图。
[0024]图7是图4所示的光线折转组件中的单个直角三棱镜的展开图。
[0025]图8是图4所示的光线折转组件中的三个直角三棱镜的展开图。
[0026]图9是图3所示的增强现实光学机构的光学组合器的结构示意图。
[0027]图10是本技术提供的增强现实光学机构(光线折转组件展开后)在光阑设置于入射面时的结构示意图。
[0028]图11是本技术提供的另一种增强现实光学机构(光线折转组件展开后)的结构示意图。
[0029]图12是本技术提供的又一种增强现实光学机构(光线折转组件展开后)的结构示意图。
[0030]图13是图12所示的增强现实光学机构的光线折转组件的结构示意图。
[0031]图14是本技术提供的AR眼镜的结构示意图。
具体实施方式
[0032]为了便于理解本技术实施例，下面将参照相关附图对本技术实施例进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
[0033]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术实施例中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。
[0034]AR设备中采用的微型光机是用于生成图像光线的器件，主要技术路线包括LCoS(Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶)、Laser Beam Scanning(LBS，激光束扫描)、Micro LED(Micro Light Emitting Diode，微型发光二极管)、Micro OLED(Micro Active
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matrix organic light
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emitting diode，微型有源矩阵有机发光二极体)等，原则上，可以将这些器件统一视为矩形的(主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强现实光学机构，其特征在于，包括：显示面板，所述显示面板用于发出图像光线；光线折转组件，所述光线折转组件设置于所述图像光线的光路，所述光线折转组件包括入射面、出射面及奇数个全反射面，自所述入射面入射的所述图像光线，经奇数个所述全反射面的反射后从所述出射面出射，以使所述图像光线在所述出射面上形成的图像相对所述图像光线在所述入射面上形成的图像旋转90
°
；以及光学组合器，所述光学组合器设置于所述光线折转组件的出光光路，所述光学组合器用于将所述图像光线反射至人眼，还用于透射环境光。2.根据权利要求1所述的增强现实光学机构，其特征在于，所述光线折转组件包括奇数个折转棱镜，所述入射面、所述出射面和所述全反射面均设置于奇数个所述折转棱镜，每个所述折转棱镜设有一个所述全反射面。3.根据权利要求2所述的增强现实光学机构，其特征在于，所述折转棱镜的横截面为直角三角形，所述折转棱镜包括斜面，所述全反射面设置于所述折转棱镜的斜面。4.根据权利要求1所述的增强现实光学机构，其特征在于，自所述入射面入射的所述图像光线的传播方向与从所述出射面出射的所述图像光线的传播方向一致。5.根据权利要求1所述的增强现实光学机构，其特征在于，所述增强现实光学机构还包括光阑，所述光阑设置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，亓新波，严子深，李屹，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：