[实用新型]AR光学棱镜及AR显示设备有效

专利信息
申请号: 202022838895.X 申请日: 2020-11-30
公开(公告)号: CN213986900U 公开(公告)日: 2021-08-17
发明(设计)人: 庞博 申请(专利权)人: 歌尔光学科技有限公司
主分类号: G02B5/04 分类号: G02B5/04;G02B27/01
代理公司: 北京鸿元知识产权代理有限公司 11327 代理人: 王迎;袁文婷
地址: 261000 山东省潍坊市潍城区高新*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: ar 光学 棱镜 显示 设备
【说明书】:

实用新型提供一种AR光学棱镜及AR光学设备,其中的AR光学棱镜包括异形棱镜和三角棱镜;其中,异形棱镜包括入射面、球面和倾斜面,三角棱镜的一个斜面与倾斜面平行设置;外部光源从入射面进入异形棱镜,并通过倾斜面反射至球面,形成反射光;反射光通过倾斜面进入三角棱镜中,并从三角棱镜射出,形成与光源对应的出射光。利用上述实用新型能够改善AR光学系统像质,结构简单、制造方便,且成像效果好。

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域,更为具体地,涉及一种AR光学棱镜及设置有该AR光学棱镜的AR显示设备。

背景技术

AR技术是一种增强现实技术,它是在现实中运用虚拟技术,在现实中呈现出一个虚拟的屏幕,同时可以在虚拟屏幕上进行操作的技术。AR光学棱镜作为AR眼镜中的重要组成部件,起到连接虚拟世界中事物与人体知觉的作用;可知,AR光学棱镜的好坏往往会直接影响用户的实际体验。

目前,现有的AR棱镜由于其光照反射性能较差,导致物像成型效果不理想,不能够很好地满足用户的实际需求;并且,现有的一片式光学棱镜,由于面型和结构都比较特殊,导致其生产和组装工艺都存在着比较大的困难,成本高、不适用于量产。

根据AR眼镜的光路方案发展趋势,光学棱镜的光路主要是投影到带有切割反射面的小棱镜上成像,且在光的传播路径上,光路主要是采用半透半反平面,对于半透半反平面而言,膜的透射率和反射率各50%。即光线经过这个薄膜以后,其透过的光强和被反射回来的光强各占50%,但是由于膜层材料折射、反射、衍射或者镀膜等因素,以及整体光路杂散光等问题的影响,会导致其透射率和反射率小于50%,而且多次反射和折射,最后光路的损失也会增大,从而达不到光路实际要求;此外,采用一片式异型棱镜做反射产品,虽然可以减少光路中透射率和反射率低的风险,但是异型棱镜的制作对于成型和组装工艺都存在一定困难,导致产品组装精度低、成本高。

实用新型内容

鉴于上述问题,本实用新型的目的是提供一种AR光学棱镜及AR显示设备,以解决目前AR光学棱镜存在的精度低、成型和组装工艺难、不适用于量产等问题。

本实用新型提供的AR光学棱镜,包括异形棱镜和三角棱镜;其中,异形棱镜包括入射面、球面和倾斜面,三角棱镜的一个斜面与倾斜面平行设置;外部光源从入射面进入异形棱镜,并通过倾斜面反射至球面,形成反射光;反射光通过倾斜面进入三角棱镜中,并从三角棱镜射出,形成与光源对应的出射光。

此外,优选的结构是,在入射面和倾斜面上分别设置有AR膜,且在球面上设置有高反膜。

此外,优选的结构是,异形棱镜与三角棱镜的反射率均小于1%。

此外,优选的结构是,球面的曲率半径的范围为20mm~25mm。

此外,优选的结构是,在三角棱镜的各斜面均设置有增透膜。

此外,优选的结构是,光源的进入入射面的入射光与对应的出射光相互平行。

此外,优选的结构是,三角棱镜为直角三角棱镜;并且,异形棱镜的倾斜面与直角三角棱镜的斜面相互平行设置。

此外,优选的结构是,三角棱镜的斜面与倾斜面之间胶合固定。

另一方面,本实用新型还提供一种AR显示设备,包括依次设置的AR光学棱镜、第一组合棱镜和第二组合棱镜,AR光学棱镜如上所示;其中,第一组合棱镜包括双凸透镜和双胶合棱镜;第二组合棱镜包括光源和设置在光源一侧的三棱镜;光源发射的光通过三棱镜后反射至第一组合棱镜中,并经过第一组合棱镜后进入AR光学棱镜中;通过AR光学棱镜将与光源对应的虚拟图像和现实图像进行结合输出。

此外,优选的结构是,AR光学棱镜、第一组合棱镜和第二组合棱镜的整体焦距范围为10.5mm~11.5mm。

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