[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，属于增强现实成像技术领域。本发明的AR显示装置采用延迟偏振分光镜，延迟偏振分光镜包括依次排列的延迟波片、偏光膜和偏振分光膜；延迟波片位于远离所述图像投射装置的一侧，用于改变偏振光的偏振状态；偏光膜用于通过偏振态为第一方向的偏振光，吸收偏振态为第二方向的偏振光；偏振分光膜位于临近所述图像投射装置的一侧，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。外界干扰光线经过延迟偏振分光镜后，基本无干扰光线反射到人眼中，可以去除干扰光线，提高图像光线和环境光线的对比度，减少干扰。

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3、曲面半反射镜4和位于分光镜3上方的透镜12，像源11设置在光学系统的上部，且像源11与透镜12之间有一定距离，像源11的图像光线从上方向下射入透镜12。与此同时，环境光线从曲面半反射镜4的右侧向左侧(人眼方向)射入，干扰光线还同时从分光镜的下方向上射入。图像光线的部分光线经过分光镜3的反射射向曲面半反射镜4，部分光线再经过曲面半反射镜4的反射射向分光镜3。与此同时，环境光线的部分光线依次穿过曲面半反射镜4和分光镜3抵达人眼；干扰光线的部分光线经过分光镜3的反射抵达人眼。部分图像光线、部分环境光线和部分干扰光线最终同时抵达人眼，使得用户能够看到外界真实环境的同时还可以看到叠加在真实环境中的像源11的图像。

现有的AR设备存在以下缺陷：现有的AR设备由于使用普通分光镜，导致干扰光线大量进入人眼，以及外部射入的干扰光线严重干扰像源图像的对比度，使得图像内容混乱。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种AR显示装置和穿戴式AR设备，采用延迟偏振分光镜，能够提高图像对比度，减少干扰。

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延迟偏振分光镜；

所述图像投射装置包括像源；

所述延迟偏振分光镜包括依次排列的延迟波片、偏光膜和偏振分光膜；

所述延迟波片位于远离所述图像投射装置的一侧；

所述偏振分光膜位于临近所述图像投射装置的一侧。

在本发明较佳的实施例中，所述延迟波片用于改变偏振光的偏振状态；

所述偏光膜用于通过偏振态为第一方向的偏振光，吸收偏振态为第二方向的偏振光；

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。

在本发明较佳的实施例中，所述延迟偏振分光镜还包括增透膜。

在本发明较佳的实施例中，所述增透膜位于所述延迟波片远离所述像源的一侧。

在本发明较佳的实施例中，所述延迟偏振分光镜还包括基片。

在本发明较佳的实施例中，所述基片位于所述延迟波片远离所述像源的一侧；

或所述基片位于所述延迟波片和所述偏光膜之间；

或所述基片位于所述偏光膜和所述偏振分光膜之间；