[发明专利]一种反射式增强现实显示系统及设备

说明书

本发明提供一种反射式增强现实显示系统及设备，包括图像源模块，用于生成虚拟图像信息；偏振切换模块，用来改变入射光的偏振性；虚实合成模块，包括至少一个液晶膜片，用于反射透过所述偏振切换模块时具有特定偏振特点的虚拟图像进入人眼，所述虚实合成模块的另一侧为外界自然光，可直接透过至人眼内。一种反射式增强现实显示设备，包括一头盔支架，以及设置在所述头盔支架上的图像源模块、偏振切换模块以及虚实合成模块，所述虚实合成模块设置在所述图像源模块、所述偏振切换模块以及眼睛的前方，所述反射式增强现实显示设备还包括一电池组，用于为所述图像源模块以及所述图像源模块、偏振切换模块以及所述虚实合成模块提供电能。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及的是一种增强现实系统及设备。

背景技术

传统的增强现实显示系统通常采用分束镜或者衍射光栅等器件作为增强现实显示系统的光学虚实合成模块。然而，采用分束镜透镜作为光学虚实合成模块，会造成光能利用率低等问题。具体来说，对于分束镜，难以同时实现虚拟图像光和外界环境光的高光能利用率。由于衍射光栅制作工艺复杂，因而不利于使用衍射光栅实现大尺寸光学虚实合成模块，也不利于衍射光栅大规模应用在增强现实设备中。

发明内容

本发明提供一种反射式增强现实显示系统及设备，以解决现有技术中光能利用率低以及制作工艺复杂的问题。为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种反射式增强现实显示系统，其特征在于，包括：

图像源模块，用于生成虚拟图像信息；

偏振切换模块，用来改变入射光的偏振性；

虚实合成模块，包括至少一个液晶膜片，用于反射透过所述偏振切换模块时具有特定偏振特点的虚拟图像进入人眼，所述虚实合成模块的另一侧为外界自然光，可直接透过至人眼内。

在一些具体实施例中，所述液晶膜片中设置有特定手性剂，用于反射特定偏振特性的入射光，即当入射光偏振性与制作液晶膜片时添加的手性剂的手性一致时，所述液晶膜片对入射光呈现反射特性；当入射光偏振性与制作液晶膜片时添加的手性剂的手性不一致时，液晶膜片对入射光呈现透过特性。

在一些具体实施例中，所述液晶膜片具有波长选择性，即当入射光波长与液晶膜片满足反射匹配条件时，入射光才会被反射；当波长匹配条件不满足时，入射光透过液晶膜片。

在一些具体实施例中，所述图像源模块包括偏振分光棱镜以及设置在所述偏振分光棱镜相邻两侧的第一图像源和第二图像源，所述偏振分光棱镜的另一侧设置一四分之一波片。

在一些具体实施例中，所述虚实合成模块包括在所述液晶膜片两侧施加电压的电源模块，用于改变所述液晶膜片的偏振选择性。

在一些具体实施例中，所述液晶膜片为弧度结构。

在一些具体实施例中，所述液晶膜片为弧度结构。

在一些具体实施例中，所述反射式增强现实显示系统还包括一透镜组，所述透镜组设置在所述偏振切换模块与所述虚实合成模块之间。

在一些具体实施例中，所述虚实合成模块包括至少两个叠加设置所述液晶膜片，用于反射出立体的像。

在一些具体实施例中，所述偏振切换模块包括偏振器、线偏振切换器以及四分之一波片，所述偏振器设置在所述图像源模块一侧，所述线偏振切换器与所述四分之一波片位置可互换。

在一些具体实施例中，所述偏振切换模块为一偏振切换器，所述偏振切换器包括一电源模块，通过改变电压从而改变虚像透过偏振切换器的光线偏振性。