[实用新型]一种增强现实显示装置

说明书

本实用新型公开了一种增强现实显示装置，所述增强现实显示装置包括显示单元、全反镜和半透半反镜；所述显示单元用于输出图像；所述全反镜用于将所述显示单元输出的图像反射至所述半透半反镜上；所述半透半反镜对所述全反镜反射的图像进行反射，且对外界真实场景进行透射，经过所述半透半反镜反射的图像与经过所述半透半反镜透射的外界真实场景叠加后的虚拟现实图像，投射至使用者眼部。本实用新型的增强现实显示装置利用折返的光路设计，将显示单元的虚拟图像通过全反镜和半透半反镜投射至使用者眼部，同时使用者眼部可通过半反半透镜直接看到外界真实场景，从而实现增强现实显示(AR)的效果。

技术领域

本实用新型属于增强现实显示技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种成像清晰、成本低廉、3D效果显著的全新的增强现实显示装置。

背景技术

增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。现有光学透视增强现实设备，大多使用光波导成像或者自由曲面成像的成像方式，以上两种成像方式的光学引擎设计复杂，成本较高，同时存在视场角偏小的问题。

因此，有必要提出一种新的增强现实显示设备来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光学引擎结构简单、画面清晰且成本低廉的增强现实显示装置。

为此，本实用新型实施例提供一种增强现实显示装置，所述装置包括显示单元、全反镜和半透半反镜；

所述显示单元用于输出图像；

所述全反镜用于将所述显示单元显示输出的图像反射至所述半透半反镜上；

所述半透半反镜对所述全反镜反射的图像进行反射，且对外界真实场景进行透射，经过所述半透半反镜反射的图像与经过所述半透半反镜透射外界真实场景叠加后的虚拟现实图像，投射至使用者眼部。

在某些实施例中，所述显示单元包括显示屏和柱状透镜光栅，所述显示屏用于显示虚拟图像，所述柱状透镜光栅设置在所述显示屏上，所述柱状透镜光栅用于将所述显示屏的图像进行折射形成三维图像。

在某些实施例中，所述装置还包括放大镜，所述放大镜设置于所述全反镜和所述放大镜之间，所述放大镜用于对所述三维图像进行放大。

在某些实施例中，所述装置还包括第一光楔，所述第一光楔设置在使用者眼部与所述半透半反镜之间，其用于校正显示单元的画面投射光路，使得三维图像经所述第一光楔后投射至使用者眼部位置。

在某些实施例中，所述装置还包括第二光楔，所述第二光楔设置在所述半透半反镜与外界真实场景之间，外界真实场景依次经第二光楔、半透半反镜和第一光楔后，投射至使用者眼部位置，使得使用者眼部观看到由三维图像与外界真实场景叠合得到的集成图像。

在某些实施例中，所述第一光楔包括第一左光楔和第一右光楔，所述第一左光楔和第一右光楔关于第一光楔的中心线对称设置。

在某些实施例中，所述第二光楔包括第二左光楔和第二右光楔，所述第二左光楔和第二右光楔关于第二光楔的中心线对称设置。

在某些实施例中，所述第一左光楔与所述第二左光楔反向设置，所述第一右光楔与所述第二右光楔反向设置。

在某些实施例中，包括头盔外壳，所述头盔外壳前侧设有开口部，所述显示单元、全反镜、放大镜、第一光楔、第二光楔和半透半反镜均设置在所述开口部处，使用者佩戴所述头盔外壳时眼部可观看由三维图像与外界真实场景叠合得到的集成图像。

在某些实施例中，使用者眼部至三维图像的虚像的距离l应满足公式(1)：

l＝a+fb/(f+b)≥250mm (1)