[实用新型]增强现实光学系统

说明书

本实用新型提供了一种增强现实光学系统，包含光波导元件，光波导元件的几何体内部形成第二区域，光波导元件的几何体外部空间中形成有第一区域与第三区域；所述光波导元件具有第一端面与第二端面；第一端面上具有多个沿光波导元件长度延伸方向排布的第一齿形凸起，第二端面上具有多个沿光波导元件长度延伸方向排布的第二齿形凸起；第一齿形凸起包含第一结构面与第二结构面，第二齿形凸起包含第三结构面与第四结构面；沿第一端面到第二端面的方向上，第一区域、第二区域、第三区域依次布置。本实用新型能实现两路光线的耦合，使两路光线同时进入目标区域进行叠加，进而实现虚实两个图像内容的叠加，达到虚实结合，增强现实的效果。

技术领域

本实用新型涉及目视光学领域，具体地，涉及一种增强现实光学系统，特别是一种用于增强现实的光学系统，以及针对光线传播路径的光学处理方法。

背景技术

传统的AR目视系统可以分为折反式，自由曲面形式，光波导形式以及光栅形式。折反式视场角适中，体积较大；自由曲面形式的加工难度大，体积也大；光波导形式视场角较小而且良品率低，成本较高；而光栅形式视场角小，成本及其高，很难做到量产。

现有技术中存在一种视频眼镜，通过纵向延伸的棱镜以及具有双层反射面的波导元件将投影镜头发生的光束传递至人眼。这种视频眼镜的工作原理是：光束先在棱镜结构内不断发生反射从而前进至波导元件中，类似于光纤的传输原理；然后光束在波导元件中一边通过反射前行，一边通过折射进入人眼，从而到达扩展入瞳的目的。但是这种视频眼镜存在以下缺陷：一是棱镜结构增加了整体结构的长度，不便于安装；二是在光束在波导元件时，传输路径上光线强度逐渐减弱，导致进入人眼的画面亮度不一；三是进入人眼的光束中存在两个平面上的起点，不同平面起点的光束之间的射出方向会存在一定的差异，容易导致观看到的画面发生变形；四是外部光线难以射入，难以做到真实场景与投影镜头画面的叠加，增强现实的效果有限。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种增强现实光学系统。

根据本实用新型进一步改进提供的增强现实光学处理方法，包含以下步骤：

折射成像步骤：第一光束从第二区域射向第三结构面后，经折射进入第三区域并形成第一成像光束；

反射成像步骤：第二光束从第三区域射向第三结构面后，经第三结构面反射回第三区域并形成第二成像光束；

叠加成像步骤：第一成像光束与第二成像光束叠加成像。

优选地，所述叠加成像步骤中，第一成像光束与第二成像光束平行射出。

优选地，所述折射成像步骤中，第一光束从第一区域穿过第一结构面，折射进入第二区域；

所述第一结构面与第三结构面平行设置。

优选地，第一区域、第三区域分别设置有第一保护层、第二保护层；

在折射成像步骤中，第一光束穿过第一保护层射向第一结构面，经第三结构面折射后再穿过第二保护层；

在反射成像步骤中，第二光束穿过第二保护层射向第三结构面，经反射后再次穿过第二保护层。

优选地，第一光束穿过第一保护层后传播方向不变；第一光束穿过第二保护层后传播方向不变；第二光束穿过第二保护层后传播方向不变。

本实用新型提供了一种增强现实光学系统，包含光波导元件，光波导元件的几何体内部形成第二区域，光波导元件的几何体外部空间中形成有第一区域与第三区域；

所述光波导元件具有第一端面与第二端面；第一端面上具有多个沿光波导元件长度延伸方向排布的第一齿形凸起，第二端面上具有多个沿光波导元件长度延伸方向排布的第二齿形凸起；

第一齿形凸起包含第一结构面与第二结构面，第二齿形凸起包含第三结构面与第四结构面；