[实用新型]一种视场可调的AR显示系统

说明书

本实用新型公开一种视场可调的AR显示系统，包括显示装置、波导镜片和调节装置，所述显示装置输出图像光线至所述调节装置，所述图像光线经所述调节装置调节后，入射至所述波导镜片，再经所述波导镜片全反射输出至人眼，所述调节装置用于调节所述图像光线输出至所述波导镜片的角度，进而实现所述人眼观察到不同的视场。通过调节装置调节图像光线输出至波导镜片的角度，实现所述人眼观察到不同的视场范围，从而实现大视场显示和小视场显示之间的灵活切换，以满足各种场景需求。

技术领域

本实用新型涉及AR显示技术领域，特别是涉及一种视场可调的AR显示系统。

背景技术

AR(Augmented Reality，增强现实)技术，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。对AR而言，由于用户大部分视野呈现真实场景，如何识别和理解现实场景和物体，并将虚拟物体更为真实可信的叠加到现实场景中成为AR感知交互的首要任务。此外，由于现有技术方案在分辨率(清晰程度)、视场(又称视场角，指视野范围)、重量体积(美观舒适)等方面的潜在冲突，除保证视觉体验外，如何满足类似眼镜全天佩戴便捷成为AR近眼显示领域的重大技术挑战。

目前主流的近眼式增强现实显示设备大多采用光波导原理。例如，Hololens是将LCOS上的图像经过三片全息光栅耦合至光波导，通过三片光波导分别传输，最后在人眼正前方通过相应的全息光栅耦合输出，投影至人眼，并且以多层光波导的方式，实现彩色投影。Lumus是采用阵列光栅波导设计，对耦入光进行数次半透半反流程，透射光进入人眼，实现增强现实显示。然而，在一些实际场景应用中，使用者大视场显示和小视场显示之间需灵活切换，以满足各种场景需求。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种视场可调的AR显示系统，实现大视场显示和小视场显示之间的切换，以满足各种场景需求。

本实用新型提供一种视场可调的AR显示系统，包括显示装置、波导镜片和调节装置，所述显示装置输出图像光线至所述调节装置，所述图像光线经所述调节装置调节后，入射至所述波导镜片，再经所述波导镜片全反射输出至人眼，所述调节装置用于调节所述图像光线输出至所述波导镜片的角度，进而实现所述人眼观察到不同的视场范围。

在其中一实施例中，所述调节装置包括多个轴向排布的透镜，控制某一所述透镜或多个所述透镜的轴向移动。

在其中一实施例中，所述透镜移动的距离不能使经前一所述透镜射出的图像光线范围超出入射到移动的所述透镜的大小；或者，所述透镜移动的距离不能使经移动的所述透镜射出的图像光线范围超出入射到后一所述透镜的大小。

在其中一实施例中，所述调节装置还包括用于驱动所述透镜轴向移动的调节结构，所述调节结构分别连接多个所述透镜。

在其中一实施例中，所述波导镜片包括由所述图像光线依次经过的耦入功能区域、转折功能区域和耦出功能区域，三个功能区域位于所述波导镜片的同一侧表面。

在其中一实施例中，所述波导镜片为包含红绿蓝三色图像光线通过的彩色波导镜片，各色图像光线经各功能区域衍射弯折，经所述波导镜片出射至人眼，实现彩色增强现实显示。

在其中一实施例中，各功能区域由纳米结构的光栅组成。

在其中一实施例中，所述光栅包括倾斜光栅或矩形光栅或闪耀光栅或体光栅。

在其中一实施例中，所述各功能区域的所述光栅相同或不同。