[实用新型]基于菲涅尔透镜和光波导原理的增强现实光学装置

权利要求书

1.一种基于菲涅尔透镜和光波导原理的增强现实光学装置，其特征在于，包括：菲涅尔透镜、图像源(1)、图像放大透镜光学部分(2)、输入耦合部分(3)、光波导部分(4)、菲涅尔透镜出射部分(5)以及菲涅尔透镜补偿部分(6)；

所述输入耦合部分(3)、光波导部分(4)、菲涅尔透镜出射部分(5)以及菲涅尔透镜补偿部分(6)依次相连；

所述图像放大透镜光学部分(2)设置于输入耦合部分(3)的下方；

所述图像源(1)设置于图像放大透镜光学部分(2)的中心线垂直方向的下方。

2.根据权利要求1所述的基于菲涅尔透镜和光波导原理的增强现实光学装置，其特征在于，所述图像放大透镜光学部分(2)包括：第一放大透镜(21)、第二放大透镜(22)。

3.根据权利要求2所述的基于菲涅尔透镜和光波导原理的增强现实光学装置，其特征在于，所述第一放大透镜(21)包括：第一放大透镜第一曲面(21a)、第一放大透镜第二曲面(21b)；

所述第二放大透镜(22)包括：第二放大透镜第一曲面(22a)、第二放大透镜第二曲面(22b)。

4.根据权利要求2所述的基于菲涅尔透镜和光波导原理的增强现实光学装置，其特征在于，所述光波导部分(4)包括：第一外部层(41)、内部层(42)以及第二外部层(43)；

所述第一外部层(41)和第二外部层(43)分别设置于内部层(42)的两侧；

所述内部层(42)的折射率n2大于第一外部层(41)的折射率n1以及第二外部层(43)的折射率n3。

5.根据权利要求4所述的基于菲涅尔透镜和光波导原理的增强现实光学装置，其特征在于，所述光波导部分(4)的光线入射角θ＞arcsin(n1/n2)；

所述光波导部分(4)的光线入射角θ＞arcsin(n3/n2)。

6.根据权利要求1所述的基于菲涅尔透镜和光波导原理的增强现实光学装置，其特征在于，所述菲涅尔透镜包括：菲涅尔透镜两端单元(51)；

所述菲涅尔透镜出射部分(5)设置于菲涅尔透镜两端单元(51)上；

所述菲涅尔透镜的表面面型采用以下任一种面型：

-球面或者非球面；

-变形非球面；

-复曲面XY多项式曲面；

-双二次曲面。

7.根据权利要求1所述的基于菲涅尔透镜和光波导原理的增强现实光学装置，其特征在于，所述菲涅尔透镜的表面镀有半反半透膜。

8.根据权利要求1所述的基于菲涅尔透镜和光波导原理的增强现实光学装置，其特征在于，所述图像源(1)包括以下任一种显示器：

-硅基液晶显示器；

-微型有机发光二极管显示器；

所述图像源(1)的亮度大于1000尼特；

所述图像源(1)的尺寸小于0.5英寸；

所述图像源(1)的像面边缘出射光纤与像面法线的夹角a的范围如下：

±10°≤a≤150°。

9.根据权利要求3所述的基于菲涅尔透镜和光波导原理的增强现实光学装置，其特征在于，所述第一放大透镜第一曲面(21a)、第一放大透镜第二曲面(21b)、第二放大透镜第一曲面(22a)以及第二放大透镜第二曲面(22b)的面型皆能够采用以下任一种面型：

-球面；

-非球面；

-变形非球面；

-复曲面XY多项式曲面；

-双二次曲面。

10.根据权利要求1所述的基于菲涅尔透镜和光波导原理的增强现实光学装置，其特征在于，所述光波导部分(4)包括以下任意一种构件：

-平面阵列光波导；

-衍射光波导；

-全息光波导；

所述菲涅尔透镜补偿部分(6)的面型和菲涅尔透镜出射部分(5)的面型保持一致。