[发明专利]增强现实显示光学器件、光学系统、眼镜及HUD显示系统

说明书

本发明提供了一种增强现实显示光学器件，该增强现实显示光学器件包括基底层、多个光致发光体以及多个微透镜，基底层包括第一表面以及与第一表面相背的第二表面，基底层透射环境光。多个光致发光体按照预设像素间距分散设置于基底层内。多个微透镜对应的设置于光致发光体的远离第二表面的一侧，以汇聚光致发光体发射的光线。同时，本发明还提供了具有该增强现实显示光学器件的增强现实显示系统、增强现实显示眼镜以及增强现实HUD显示系统。该增强现实显示光学器件利用光致发光体受激发时能将光线反射、且离散的光致发光体之间的间隙对环境光具有极高透射率的特性，实现显示信息与环境光同时在人眼成像，从而低成本、高光效的实现增强现实显示。

技术领域

本申请涉及增强现实显示技术领域，具体而言，涉及一种增强现实显示光学器件、光学系统、眼镜及HUD显示系统。

背景技术

增强现实显示技术，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，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。这种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。现有的增强现实显示系统通常由光学引擎和光学组合器组成，光学组合器反射光学引擎的影像进入人眼，并对环境光线保持一定的透过率，现有的增强现实显示系统无法在低成本的情况下高性能实现对影像的反射以及环境光线的透射，这就导致了现有的低成本AR显示系统无法实现高成像亮度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强现实显示光学器件、光学系统、眼镜及HUD显示系统，以改善上述问题。本发明通过以下技术方案来实现上述目的。

第一方面，本申请提供一种增强现实显示光学器件，包括基底层、多个光致发光体以及多个微透镜，基底层包括第一表面以及与第一表面相背的第二表面，基底层透射环境光。多个光致发光体按照预设像素间距分散设置于基底层内。微透镜对应的设置于光致发光体的远离第二表面的一侧，以汇聚多个光致发光体反射的光线。

在一种实施方式中，多个微透镜对应的汇聚多个光致发光体发射的光线至基底层透射环境光的主光轴。

在一种实施方式中，增强现实显示光学器件还包括多个反射元件，多个反射元件对应的设置于光致发光体的远离第一表面的一侧。

在一种实施方式中，反射元件还用于阻止环境光透过。

在一种实施方式中，光致发光体由量子点或纳米荧光粉制成。

在一种实施方式中，多个光致发光体的像素周期为25μm-30μm。

在一种实施方式中，多个光致发光体的占空比为8％-10％。

第二方面，本发明提供一种增强现实显示系统，增强现实显示系统包括图像投影装置和上述的增强现实显示光学器件；图像投影装置用于向增强现实显示光学器件发出图像激发光；增强现实显示光学器件用于透射环境光；增强现实显示光学器件还用于反射图像激发光以成像。

在一些实施方式中，图像投影装置被配置为以脉冲驱动的方式驱动产生图像激发光。

在一些实施方式中，图像投影装置还被配置为以调节驱动电流的方式调节图像激发光的亮度。

第三方面，本发明提供一种增强现实显示眼镜，增强现实显示眼镜包括镜架、镜片和上述的增强现实显示系统，镜架包括相互连接的镜框与镜腿支架，镜片设置于镜框中，图像投影装置设置于镜腿支架；增强现实显示光学器件贴附于镜片内表面，或者镜片作为增强现实显示光学器件的基底层。

第四方面，本发明提供一种增强现实HUD显示系统，包括挡风玻璃和上述的增强现实显示系统，增强现实显示光学器件贴附于挡风玻璃内表面，或者挡风玻璃作为增强现实显示光学器件的基底层。