[发明专利]一种用于AR显示的衍射光波导系统

说明书

本发明公开了一种用于AR显示的衍射光波导系统，包括光引擎、光波导片、光栅、光路转向介质、架体；所述光引擎设于光波导片前侧，光栅贴设于光波导片后侧，光路转向介质设于光引擎与光波导片之间；所述光引擎、光波导片、光栅、光路转向介质分别设于架体之上。本发明的一种用于AR显示的衍射光波导系统，其利用光路转向介质改变光线的传播路径最终也能实现光线垂直入射到光波导片上的入瞳区域，而不局限于光引擎只能落在光波导片入瞳区域的正上方；如此光引擎、波导片的设置位置相对灵活，可设计出更符合人体工学的AR眼镜。

技术领域

本发明涉及AR眼镜，特别涉及一种用于AR显示的衍射光波导系统。

背景技术

近眼显示技术是当前AR眼镜中必须用到的关键技术之一。近眼显示系统一般由图像源及光传输系统组成，图像源发出的图像画面，通过光学传输系统传递到人眼中。光学传输系统中较为先进的技术为光波导传输方案。其中光波导技术最为关键的部件即为光波导片，光波导片主要是将平板玻璃作为波导的传输主体，主要分为入瞳区域、扩瞳区域、出瞳区域三个部分组成。其中，入瞳区域采用特殊设计的表面光栅或者棱镜耦合，扩瞳区域采用特殊设计的表面光栅或者体光栅，出瞳区域采用特殊设计的体光栅。图像源发出的图像画面需要垂直入射到光波导片的入瞳区域后才能完好的在扩瞳以及出瞳区域进行图像画面的传输。

如图1所示，目前利用光波导技术的AR眼镜中，AR眼镜中的镜片需要始终保持在同一个平面内不能存在夹角，才能保证后续两个镜片所成的像才能耦合在一起，不会存在空间上的偏差。又为了确保光引擎(图像源)产生的图像画面垂直入射进光波导片，光引擎必须落在入瞳区域的正上方，这样子的位置关系对像质才不会产生影响。

现有技术中光引擎只能落在光波导片入瞳区域的正上方，位置放置较为单一，导致镜腿位置固定，违反一定的人体工学。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于AR显示的衍射光波导系统，其利用二次反射棱镜以及平面反射镜改变光线的传播路径最终也能实现光线垂直入射到光波导片上的入瞳区域，而不局限于光引擎只能落在光波导片入瞳区域的正上方。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种用于AR显示的衍射光波导系统，包括光引擎、光波导片、光栅、光路转向介质、架体(镜框)；

所述光引擎设于光波导片前侧，光栅贴设于光波导片后侧，光路转向介质设于光引擎与光波导片之间；所述光引擎、光波导片、光栅、光路转向介质分别设于架体之上；

所述光路转向介质为二次反射棱镜、平面反射镜、梯形棱镜中的一种；上述三中不同的光路转向介质，对应的光引擎、光路转向介质、光波导片三者的设置位置及角度不同。

当光路转向介质为二次反射棱镜时，二次反射棱镜的前侧直角边与波导片平行，其右侧的直角边与波导片垂直，并且右侧的直角边镀上金属反射膜(如银、铝、金等)，以减少光能损失。

本发明的有益效果：

其利用光路转向介质改变光线的传播路径最终也能实现光线垂直入射到光波导片上的入瞳区域，而不局限于光引擎只能落在光波导片入瞳区域的正上方。

附图说明

图1为现有技术中光引擎、光波导片的结构关系示意图；

图2为本发明的一种用于AR显示的衍射光波导系统的结构示意图(实施方式一)；

图3为本发明的一种用于AR显示的衍射光波导系统的结构示意图(实施方式二)；

图4为本发明的一种用于AR显示的衍射光波导系统的结构示意图(实施方式三)；

图5为本发明光路转向介质为二次发射棱镜时的光路反射示意图；

图6为本发明光路转向介质为平面反射镜时的光路反射示意图；