[实用新型]AR显示装置和穿戴式AR设备

说明书

本实用新型提供了一种AR显示装置和穿戴式AR设备，涉及增强现实成像的技术领域，包括图像投射装置和显示光路组件；图像投射装置包括曲面像源；显示光路组件包括依次排列的分光镜和曲面半反射镜。使每一个发光点都处于光学系统要求的位置，提高了整个成像系统的图像质量，减小了体积，同时也为消除干扰光线提供了可能性。

技术领域

本实用新型涉及增强现实成像技术领域，尤其是涉及一种AR显示装置和穿戴式AR设备。

背景技术

AR(Augmented Reality，增强现实)也被称为混合现实，其原理是通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。

目前，人们可以通过穿戴式设备，如AR眼镜或AR头盔等，与真实世界进行互动。如图1示出了现有的AR眼镜或AR头盔中的AR显示装置的结构示意图，如图1所示，现有的AR显示装置光学系统包括像源1、分光镜12、曲面半反射镜13和位于分光镜12上方的透镜17，像源1设置在光学系统的上部，且像源1与透镜17之间有一定距离，像源1的图像光线从上方向下射入透镜17。与此同时，环境光线从曲面半反射镜13的右侧向左侧(人眼方向)射入。图像光线和部分环境光线最终同时抵达人眼，使得用户能够看到外界真实环境的同时还可以看到叠加在真实环境中的像源1的图像。

首先，反射式系统能够实现较高的成像质量和较大的视场，但光学系统有较大的残余场曲，限制了像质和视场的进一步提高；

其次，由于平面像源发出的光是发散的，所以为了尽可能收集到更多的光线，其发出的光投影在之后的光学元件上的面积一定会大于像源的发光面积，导致系统体积无法做到小巧紧凑。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供AR显示装置和穿戴式AR设备，使每一个发光点都处于光学系统要求的位置，提高了整个成像系统的图像质量，减小了体积，同时也为消除干扰光线提供了可能性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种AR显示装置，包括图像投射装置和显示光路组件；所述图像投射装置包括曲面像源；所述显示光路组件包括依次排列的分光镜和曲面半反射镜；所述曲面半反射镜包括半透半反膜和基片。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述曲面像源的形状为凹面型或凸面型。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述图像投射装置还包括：保护膜和/或透镜和/或匹配镜。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述保护膜的厚度为1微米～50毫米。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述保护膜的厚度为0.1毫米。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，当所述图像投射装置包括所述保护膜时，所述曲面像源与所述保护膜紧密贴合。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，当所述图像投射装置包括曲面像源、保护膜和透镜时，所述曲面像源、所述保护膜和所述透镜之间依次紧密贴合。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，当所述图像投射装置包括曲面像源、保护膜、匹配镜和透镜时，所述曲面像源、所述保护膜、所述匹配镜和所述透镜之间依次紧密贴合。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述匹配镜的折射率为1～2.7。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述匹配镜由液体材质、液晶、半固态材质或固体材质构成。