[实用新型]一种光学传感装置

说明书

本实用新型公开一种光学传感装置。第一反射装置倾斜固定于透光基板的第一端内部，且与光源位置对应；第二反射装置倾斜固定于透光基板的第二端内部，且与观察者观测位置对应；第一反射装置的倾斜角和第二反射装置的倾斜角相等，且第一反射装置的第一反射面与第二反射装置的第二反射面相对设置；非球面晶体通过粘合剂粘合于透光基板的的第二端的上表面，粘合剂的折射率小于透光基板的折射率；非球面晶体的透光率可变，且随着环境光线变强非球面晶体的透光率变小。本实用新型可以应用于大量成像应用当中，以提高图像的清晰度和抗干扰能力，使观察者看到的图像更清晰。

技术领域

本实用新型涉及光学领域，特别是涉及一种光学传感装置。

背景技术

平视显示器(HUD)自三十多年前开始使用以来，就不断取得新的重大发展。它们不仅使用在大多数现代战斗机中，而且最近有许多关于汽车中HUD的提议和设计。在头戴式显示器(HMD)中，光学模块既充当成像透镜又充当组合器，其中二维图像源被成像到无穷远处并被反射到观察者的眼睛中。然而，传统的HUD系统或是HMD系统都有一些显著地缺点。它们都需要一个显示源，该显示源必须偏离组合器相当远的距离，导致系统的整体体积变得十分庞大，这使得安装不方便甚至使用不安全。随着系统的期望视场(FOV)的增加，这种常规的光学模块变得更加笨重。

在先前的技术中，开发者为了使系统变得更加紧凑，同时为了系统的期望视场(FOV)更大，提出了一种基于透明层的基板引导的光学器件，使用薄膜涂层或各向异性材料制成的部分反射表面阵列将光波导传输出的光线耦合到观察者眼中，但是开发者在考虑系统时忽略了一个重要的问题，在平视显示器(HUD)或头戴式显示器(HMD)中，特别是应用在增强现实(AR)所需要的一些设备当中，观察者眼睛看到的图像不仅与显示源发出的光线有关，同样与外界环境的光线的强度有关，两种光线共同作用才能让观察者看到合适的图像。天气的变化以及外界环境光线发生变化，投射到观察者眼睛中的图像若不同时跟着变化，观察者看到的图像会变得不清晰，影响现实环境中的应用效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光学传感装置，可以应用于大量成像应用当中，例如头戴式和平视显示器，特别是一些增强现实(AR)设备当中，以提高图像的清晰度和抗干扰能力，使观察者看到的图像更清晰。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种光学传感装置，包括：透光基板、第一反射装置、第二反射装置和非球面晶体；

所述第一反射装置和所述第二反射装置均固定于所述透光基板内部；所述第一反射装置倾斜固定于所述透光基板的第一端内部，且与光源位置对应；所述第二反射装置倾斜固定于所述透光基板的第二端内部，且与观察者观测位置对应；所述第一反射装置的倾斜角和所述第二反射装置的倾斜角相等，且所述第一反射装置的第一反射面与所述第二反射装置的第二反射面相对设置；

所述非球面晶体通过粘合剂粘合于所述透光基板的的第二端的上表面，所述粘合剂的折射率小于所述透光基板的折射率；所述非球面晶体的透光率可变，且随着环境光线变强所述非球面晶体的透光率变小；

所述光源发出的光束以垂直于所述透光基板的下表面的方向进入所述透光基板内部，经过所述第一反射装置的第一反射面反射后在所述透光基板内部以全反射方式传播至所述第二反射装置的第二反射面，经过所述第二反射面折射、所述非球面晶体透射形成的第一光束和经过所述第一反射面反射形成的第二光束耦合后入射至观察者观测位置。

可选的，所述第一反射装置的第一反射面镀有反射膜；经过所述第一反射面反射的光线入射至所述透光基板的下表面时的入射角大于所述透光基板的临界角。

可选的，所述第一反射装置的第一反射面中心与所述光源的中心的连线与所述透光基板的下表面垂直。