[发明专利]AR光学系统及AR显示设备

权利要求书

1.一种AR光学系统，其特征在于，包括：

显示模组，用于展示虚拟图像；

眼球追踪模组，包括：

基板，具有承载面；

多个微型LED和多个微型光学感测元件，均阵列排布于所述承载面上，所述微型LED被配置为能够向使用者的眼球发射第一光线，所述微型光学感测元件被配置为能够感测被使用者的眼球反射回的光线并生成眼球图像；

微型集成电路，设置于所述承载面上，所述微型LED和所述微型光学感测元件分别电性连接所述微型集成电路，所述微型集成电路被配置为能够根据所述眼球图像确定眼球的位置信息；以及

调光模组，包括耦合元件，所述耦合元件电性连接所述微型集成电路，所述耦合元件被配置为能够根据所述眼球的位置信息调节所述虚拟图像发射至眼球的光线角度以使其直射。

2.根据权利要求1所述的AR光学系统，其特征在于，所述耦合元件为包括多个液晶透镜的透镜组；

所述液晶透镜具有光轴，所述调光模组被配置为能够根据所述眼球的位置信息改变所述液晶透镜的光轴方向。

3.根据权利要求1所述的AR光学系统，其特征在于，所述耦合元件为液晶棱镜；

所述液晶棱镜在不同位置处具有不同的等效折射率，所述调光模组被配置为能够根据所述眼球的位置信息改变所述虚拟图像发射至眼球的光线穿过所述液晶棱镜的位置。

4.根据权利要求1所述的AR光学系统，其特征在于，所述耦合元件为液晶光栅；

所述调光模组被配置为能够根据所述眼球的位置信息改变所述虚拟图像发射至眼球的光线穿过所述液晶光栅后的传播方向。

5.根据权利要求2至4任一项所述的AR光学系统，其特征在于，所述调光模组还包括光波导模组，所述光波导模组被配置为能够将所述耦合元件出射的光线投射至使用者的眼球。

6.根据权利要求5所述的AR光学系统，其特征在于，所述光波导模组包括光波导元件，所述光波导元件具有入光面，所述耦合元件设置于所述光波导元件的面向所述入光面的一侧。

7.根据权利要求6所述的AR光学系统，其特征在于，所述光波导元件具有相互间隔设置的输入区域和输出区域，所述输入区域被配置为能够将光线耦合输入所述光波导元件中，所述输出区域被配置为能够将所述光波导元件中的光线耦合输出。

8.根据权利要求7所述的AR光学系统，其特征在于，所述光波导模组还包括第一光栅元件和第二光栅元件，所述第一光栅元件设置于所述光波导元件的背离所述入光面的一侧以形成所述输入区域，所述第二光栅元件设置于所述光波导元件的背离所述入光面的一侧以形成所述输出区域。

9.根据权利要求8所述的AR光学系统，其特征在于，所述耦合元件和所述第一光栅元件关于所述光波导元件相对设置。

10.根据权利要求8所述的AR光学系统，其特征在于，所述眼球追踪模组设置于所述光波导元件的面向所述入光面的一侧，且所述眼球追踪模组和所述第二光栅元件关于所述光波导元件相对设置。

11.一种AR显示设备，其特征在于，包括：

框架；以及

如权利要求1至10任一项所述的AR光学系统，所述AR光学系统固定于所述框架。

12.根据权利要求11所述的AR显示设备，其特征在于，还包括镜片，所述镜片设置于所述框架，且所述基板的背离所述承载面的表面与所述镜片贴合。