[发明专利]AR光学系统及AR显示设备

说明书

本申请涉及一种AR光学系统及AR显示设备，AR光学系统包括显示模组、眼球追踪模组以及调光模组，眼球追踪模组中基板具有承载面；多个微型LED和多个微型光学感测元件均阵列排布于承载面上，微型LED被配置为能够向使用者的眼球发射第一光线，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承载面上，微型LED和微型光学感测元件分别电性连接微型集成电路，微型集成电路被配置为能够根据眼球图像确定眼球的位置信息；调光模组中耦合元件电性连接微型集成电路，耦合元件被配置为能够根据眼球的位置信息调节虚拟图像发射至眼球的光线角度以使其直射。本申请的AR光学系统通用性更强。

技术领域

本申请涉及显示设备技术领域，特别是涉及一种AR光学系统及AR显示设备。

背景技术

增强现实(AR，Augmented Reality)技术通过计算机技术将虚拟信息混合到真实世界的场景中，使真实的环境和虚拟的画面实时地呈现到同一个画面中，可以实现真实世界信息和虚拟世界信息的相互补充和叠加，从而使用户具有身临其境的沉浸感。

在AR光学系统中存在一个显示内容最清晰的区域，当使用者的眼睛位于此区域内时，就能看到清晰的图像，超出该区域的范围则可能会出现图像扭曲、显色错误，甚至不显示内容等问题。

然而，由于每个人眼睛的位置、大小等均存在差异，现有的AR光学系统难以满足不同使用者的使用需求，通用性较差。

发明内容

基于此，有必要针对AR光学系统难以满足不同使用者的使用需求，通用性较差的问题，提供一种AR光学系统及AR显示设备。

本申请实施例提供了一种AR光学系统，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，均阵列排布于承载面上，微型LED被配置为能够向使用者的眼球发射第一光线，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，设置于承载面上，微型LED和微型光学感测元件分别电性连接微型集成电路，微型集成电路被配置为能够根据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，耦合元件电性连接微型集成电路，耦合元件被配置为能够根据眼球的位置信息调节虚拟图像发射至眼球的光线角度以使其直射。

在其中一个实施例中，耦合元件为包括多个液晶透镜的透镜组；液晶透镜具有光轴，调光模组被配置为能够根据眼球的位置信息改变液晶透镜的光轴方向。

在其中一个实施例中，耦合元件为液晶棱镜；液晶棱镜在不同位置处具有不同的等效折射率，调光模组被配置为能够根据眼球的位置信息改变虚拟图像发射至眼球的光线穿过液晶棱镜的位置。

在其中一个实施例中，耦合元件为液晶光栅；调光模组被配置为能够根据眼球的位置信息改变虚拟图像发射至眼球的光线穿过液晶光栅后的传播方向。

在其中一个实施例中，调光模组还包括光波导模组，光波导模组被配置为能够将耦合元件出射的光线投射至使用者的眼球。

在其中一个实施例中，光波导模组包括光波导元件，光波导元件具有入光面，耦合元件设置于光波导元件的面向入光面的一侧。

在其中一个实施例中，光波导元件具有相互间隔设置的输入区域和输出区域，输入区域被配置为能够将光线耦合输入光波导元件中，输出区域被配置为能够将光波导元件中的光线耦合输出。

在其中一个实施例中，光波导模组还包括第一光栅元件和第二光栅元件，第一光栅元件设置于光波导元件的背离入光面的一侧以形成输入区域，第二光栅元件设置于光波导元件的背离入光面的一侧以形成输出区域。

在其中一个实施例中，耦合元件和第一光栅元件关于光波导元件相对设置。

在其中一个实施例中，眼球追踪模组设置于光波导元件的面向入光面的一侧，且眼球追踪模组和第二光栅元件关于光波导元件相对设置。