[发明专利]微棱镜波导结构近眼显示视频眼镜

说明书

本发明要解决的问题是提供一种微棱镜波导结构近眼显示视频眼镜，包括显示器、微结构波导基板和投影镜头；所述投影镜头远离所述微结构波导基板的一端面向显示器，所述显示器所发出的光束依次通过所述投影镜头、微结构波导基板进入人眼；所述投影镜头用于对所述显示器所发出的光束进行放大有益效果在于：通过实施本发明微棱镜波导结构近眼显示视频眼镜可以使得搭载该结构的增强现实眼镜眼动范围更大；同时整体的光学结构更小、更轻更加有利于增强智能眼镜的量产化和推广化。

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，尤其涉及一种微棱镜波导结构近眼显示视频眼镜。

背景技术

增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术1990年提出。随着随身电子产品CPU运算能力的提升，预期增强现实的用途将会越来越广。

增强现实眼镜(AR眼镜)是增强现实技术一种重要表现手段。现有技术中有多种光学方案觉可以不同程度上实现增强现实的显示效果。

光波导方案就是其中的一种光学方案。光波导(optical waveguide)是引导光波在其中传播的介质装置，又称介质光波导。光波导由光透明介质(如石英玻璃)构成的传输光频电磁波的导行结构。光波导的传输原理不同于金属封闭波导，在不同折射率的介质分界面上，电磁波的全反射现象使光波局限在波导及其周围有限区域内传播。光波导的横向尺寸比光的波长大很多时，光的波动性所产生的衍射现象一般可略去不计，可用几何光学定律来处理光在其中的传播问题。如集成光波导和阶跃折射率光纤中，都是利用入射角大于临界角使光在边界上发生全反射，结果光便沿折线路径在其中传播。梯度折射率光纤中，则利用光逐渐往折射率大的方向弯曲的规律，使光线沿曲线路径在其中传播。

我公司16年申过专利号CN201620380830.6的专利，就涉及该领域，但该专利在实施的过程中存在眼动范围较小、整体光学体积过大等缺点，对AR眼镜整机的布局造成了影响，不宜作为新的AR眼镜的实施方案。

目前对于光学器件表面光洁度采用的标准为ISO 10110标准。

发明内容

本发明要解决的问题是：提供一种微棱镜波导结构近眼显示视频眼镜。

本发明的技术方案如下：一种微棱镜波导结构近眼显示视频眼镜，包括显示器、微结构波导基板和投影镜头；所述投影镜头远离所述微结构波导基板的一端面向显示器，所述显示器所发出的光束依次通过所述投影镜头、微结构波导基板进入人眼；所述投影镜头用于对所述显示器所发出的光束进行放大，其特征在于：

所述微结构波导基板用于对在波导基板内传输的光束进行反射和分束，即通过微棱镜结构增加了人眼所能观测到的区域；所述微结构波导基板包括由光学树脂一体成型的主体部分，其表面的光洁度满足ISO 10110标准的要求，所述主体表面设有入射面、顶面、底面、补偿面和树脂补偿层，所述树脂补偿层下设有微结构面，且树脂补偿层的外表面与顶面处于相同的水平面；所述入射面为主体表面的一段平面或自由曲面；顶面所在的平面与入射面所在的平面之间的夹角A在20-90°之间；所述的底面所在的平面与顶面所在的表面平行；

所述微结构面为主体表面内陷的一个面，微结构面所在的平面与顶面和底面所在的平面均平行；所述微结构面由若干相同的微结构单元构成，任一所述微结构单元均包括第一微结构单元面和第二微结构单元面，所述第一微结构单元面和第二微结构单元面表面均为平面，其表面的光洁度均满足ISO 10110标准的要求。

进一步，所述入射面为平面或自由曲面。

再进一步，所述入射面为主体表面的一个自由曲面，其表面的光洁度满足ISO10110标准的要求，其曲面方程满足方程(1)～(3)中的任一个；