[发明专利]AR显示装置和穿戴式AR设备

权利要求书

1.一种AR显示装置，其特征在于，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像源和光纤面板，所述光纤面板临近所述像源的一侧与所述像源之间紧密贴合，所述像源发出的光经过所述光纤面板进入所述显示光路组件中；

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。

2.根据权利要求1所述的AR显示装置，其特征在于，所述光纤面板远离所述像源的一侧为凹面型/凸面型/平面型。

3.根据权利要求1所述的AR显示装置，其特征在于，所述显示光路组件还包括：波片组件。

4.根据权利要求3所述的AR显示装置，其特征在于，所述分光镜包括偏振分光膜；

所述偏振分光膜用于通过偏振态为第一方向的偏振光，反射偏振态为第二方向的偏振光；

所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

5.根据权利要求4所述的AR显示装置，其特征在于，所述分光镜还包括分光镜基片；所述偏振分光膜位于临近所述图像投射装置和所述波片组件的一侧，所述分光镜基片位于远离所述图像投射装置和所述波片组件的一侧。

6.根据权利要求1所述的AR显示装置，其特征在于，所述分光镜的反射平面和所述曲面半反射镜的光轴之间的夹角为α；所述像源的法线和所述分光镜的反射平面之间的夹角为β；α取值范围为β-10°至β+10°之间，且90°≥α≥0°。

7.根据权利要求6所述的AR显示装置，其特征在于，β为0°～90°。

8.根据权利要求6所述的AR显示装置，其特征在于，β为40°～50°。

9.根据权利要求4所述的AR显示装置，其特征在于，当所述第一方向的偏振光和所述第二方向的偏振光在满足相互垂直的前提下绕光线传播的方向0°～360°旋转时，所述偏振分光膜和所述波片组件也要改变相应的角度。

10.根据权利要求3所述的AR显示装置，其特征在于，所述波片组件为1/4波片。

11.根据权利要求10所述的AR显示装置，其特征在于，所述1/4波片设置于所述分光镜和所述曲面半反射镜之间。

12.根据权利要求10所述的AR显示装置，其特征在于，所述1/4波片贴合于所述曲面半反射镜的内侧。

13.根据权利要求1-12任一项所述的AR显示装置，其特征在于，所述图像投射装置还包括匹配镜和/或透镜。

14.根据权利要求13所述的AR显示装置，其特征在于，当所述图像投射装置包括所述像源、所述光纤面板和所述透镜时，所述光纤面板远离所述像源的一侧与所述透镜之间紧密贴合。

15.根据权利要求13所述的AR显示装置，其特征在于，当所述图像投射装置包括所述像源、所述光纤面板、所述匹配镜和所述透镜时，所述匹配镜的一侧与所述光纤面板远离所述像源的一侧之间紧密贴合；所述匹配镜的另一侧与所述透镜紧密贴合。

16.根据权利要求15所述的AR显示装置，其特征在于，所述匹配镜的折射率为1～2.7。

17.根据权利要求15所述的AR显示装置，其特征在于，所述匹配镜由液体材质、液晶、半固态材质或固体材质构成。

18.根据权利要求17所述的AR显示装置，其特征在于，当所述匹配镜为液体材质、液晶或半固态材质时，所述图像投射装置还包括密封结构，将匹配镜密封于所述光纤面板远离像源的一侧与所述透镜之间。