[发明专利]一种光学眼镜

说明书

本发明公开了一种光学眼镜，包括眼镜镜片以及显示屏，显示屏位于眼镜镜片上方，显示屏的长轴方向与水平方向平行；显示画面光线沿铅垂方向依次经过光线耦入面、第一表面、结合面和第二表面后沿铅垂方向入射至全内反射面，显示画面光线在第一表面沿铅垂方向发生全内反射，在结合面沿铅垂方向部分透射，在第二表面沿铅垂方向发生全内反射；经全内反射面反射的显示画面光线沿铅垂方向依次经过第二表面和结合面后耦出眼镜镜片进入观测者眼睛，显示画面光线在第二表面沿铅垂方向发生全内反射，在结合面沿铅垂方向部分反射。由于显示屏位于眼镜镜片上方且显示屏的长轴方向与水平方向平行，保证光学眼镜兼顾轻薄、较大视场角和较大的人眼移动范围。

技术领域

本发明实施例涉及虚拟和增强现实技术领域，尤其涉及一种光学眼镜。

背景技术

现有的用于增强现实的光学眼镜大都采用棱镜方案、自由曲面棱镜方案、离轴投影方案和阵列或全息光波导方案。棱镜方案和自由曲面棱镜方案视场角太小，离轴投影方案不能做到轻薄，阵列或全息光波导方案虽然轻薄，但由于工艺复杂且不成熟，成本昂贵，很难商业化应用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种光学眼镜，以解决现有技术中光学眼镜不能兼顾良好的视场角和轻薄的技术问题。

本发明实施例提供了一种光学眼镜，包括位于观测者眼睛正前方的眼镜镜片以及与所述眼镜镜片对应设置的显示屏，所述显示屏位于所述眼镜镜片上方；

所述显示屏用于出射显示画面光线，且所述显示屏的长轴方向与水平方向平行；

所述眼镜镜片包括光线耦入面、远离所述观测者眼睛一侧的第一表面、靠近所述观测者眼睛一侧的第二表面、连接所述第一表面和所述第二表面的全内反射面以及位于所述眼镜镜片内部的结合面；所述显示画面光线沿铅垂方向依次经过所述光线耦入面、所述第一表面、所述结合面和所述第二表面后沿所述铅垂方向入射至所述全内反射面，所述显示画面光线在所述第一表面沿所述铅垂方向发生全内反射，在所述结合面沿所述铅垂方向发生部分透射，在所述第二表面沿所述铅垂方向发生全内反射；经所述全内反射面反射的显示画面光线沿所述铅垂方向依次经过所述第二表面和所述结合面后耦出所述眼镜镜片进入所述观测者眼睛，所述显示画面光线在所述第二表面沿所述铅垂方向发生全内反射，在所述结合面沿所述铅垂方向发生部分反射。

可选的，所述光学眼镜还包括耦合透镜，所述耦合透镜位于所述显示屏与所述光线耦入面之间；

所述耦合透镜用于接收所述显示画面光线并将所述显示画面光线沿所述铅垂方向透射至所述光线耦入面。

可选的，所述显示屏、所述耦合透镜和所述光学耦入面共轴设置。

可选的，所述光线耦入面的光轴方向与所述铅垂方向之间的夹角为α，其中，20°≤α≤40°。

可选的，所述光线耦入面包括非球面。

可选的，所述全内反射面包括非球面。

可选的，所述全内反射面的光轴方向与所述铅垂方向之间的夹角为β，其中，20°≤β≤40°。

可选的，所述第一表面包括光波导面，所述第二表面包括光波导面。

可选的，每片所述眼镜镜片包括第一镜片部分和第二镜片部分，所述第一镜片部分和所述第二镜片部分在所述结合面结合，所述结合面包括半透半反面；

所述第一镜片部分包括所述光线耦入面、所述第一表面和部分所述第二表面；

所述第二镜片部分包括部分所述第二表面和所述全内反射面。

可选的，所述光学眼镜的出瞳距为L，其中12mm≤L≤22m。