[发明专利]AR显示装置和穿戴式AR设备

说明书

本发明提供了一种AR显示装置和穿戴式AR设备，涉及增强现实成像技术领域，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，光纤面板临近像源的一侧与像源之间紧密贴合，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。这样图像投射装置射出光能够与光学系统场曲契合，从而提高整个成像系统的图像质量。

技术领域

本发明涉及增强现实成像技术领域，具体而言，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11、分光镜21、曲面半反射镜22和位于分光镜21上方的透镜13，像源11设置在光学系统的上部，且像源11与透镜13之间有一定距离，像源11的图像光线从上方向下射入透镜13。图像光线经过透镜13后，进入到显示光路组件中，图像光线通过曲面半反射镜22之后返给人眼。然而，从像源的形状无法与光学系统场曲契合，像素颗粒感强，图像质量低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供AR显示装置和穿戴式AR设备，可以将图像投射装置射出光能够与光学系统场曲契合，从而提高整个成像系统的图像质量。

第一方面，本发明实施例提供了一种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。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述光纤面板远离所述像源的一侧为凹面型/凸面型/平面型。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述显示光路组件还包括：波片组件；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。

结合第一方面，本发明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。

结合第一方面，本发明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°。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，β为0°～90°。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，β为40°～50°。

结合第一方面，本发明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。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述波片组件为1/4波片。

结合第一方面，本发明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1/4波片设置于所述分光镜和所述曲面半反射镜之间。