[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光路组件；

所述图像投射装置包括像源；

所述光路组件包括依次排列的偏振分光镜和延迟曲面折半反射镜，其中，所述延迟曲面折半反射镜包括延迟基片和半透半反膜，所述半透半反膜位于所述延迟基片远离所述偏振分光镜的一侧。

2.根据权利要求1所述的AR显示装置，其特征在于，所述延迟曲面折半反射镜还包括增透膜，所述增透膜位于所述延迟基片临近所述偏振分光镜的一侧。

3.根据权利要求1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。

4.根据权利要求3所述的AR显示装置，其特征在于，当所述图像投射装置包括像源、匹配镜和透镜时，所述匹配镜的一侧与所述像源之间紧密贴合；另一侧与所述透镜紧密贴合。

5.根据权利要求3所述的AR显示装置，其特征在于，当所述图像投射装置包括像源和透镜时，所述像源与所述透镜之间紧密贴合。

6.根据权利要求1所述的AR显示装置，其特征在于，所述偏振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。

7.根据权利要求6所述的AR显示装置，其特征在于，所述偏振分光镜还包括分光镜基片。

8.根据权利要求1所述的AR显示装置，其特征在于，所述偏振分光镜的反射平面和所述延迟曲面折半反射镜的光轴之间的夹角为α；所述像源的法线和所述偏振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°。

9.根据权利要求8所述的AR显示装置，其特征在于，β为0°～90°。

10.根据权利要求8所述的AR显示装置，其特征在于，β为40°～50°。

11.根据权利要求6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，所述偏振分光膜也要改变相应的角度。

12.根据权利要求6所述的AR显示装置，其特征在于，所述延迟基片用于将偏振态为第二方向的偏振光转换为圆偏振光，并将所述圆偏振光转换为偏振态为第一方向的偏振光；其中，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

13.根据权利要求12所述的AR显示装置，其特征在于，所述延迟基片的快慢轴分别与所述第一方向和所述第二方向的夹角均为30°～60°。

14.根据权利要求12所述的AR显示装置，其特征在于，所述延迟基片的快慢轴分别与所述第一方向和所述第二方向的夹角均为45°。

15.根据权利要求1所述的AR显示装置，其特征在于，所述延迟基片所采用的材料为光学塑料、光学玻璃或光学晶体。

16.根据权利要求4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16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，将所述匹配镜密封于所述像源与所述透镜之间。