一种多折反射结构近眼显示系统及AR眼镜的制作方法

本发明涉及ar眼镜的显示领域，尤其涉及一种多折反射结构近眼显示系统及ar眼镜。

背景技术：

1、ar眼镜(增强现实眼镜)可以将虚拟图像与现实世界图像同时投射进人眼，使得使用者可以看到叠加在现实景物中的虚拟图像。ar眼镜能够给人们的学习、工作、生活、娱乐等各个方面带来巨大的便利，使用者在获取可视文本、图像和视频等信息时不仅可以自由活动，双手也得到了解放，极大地方便了人们的日常生活。ar眼镜技术近年快速发展并且成功应用于军事装备、工业生产、医疗诊断以及日常生活娱乐等众多领域。市面上已经有了基于平面半透半反射、自由曲面半透半反射、几何光波导、折反射结构、衍射光波导等不同光学原理的ar眼镜。其中折反射结构(业内通常称为birdbath)因具有良好的光学清晰度和较低的光学畸变而得到了广泛应用。

2、虽然折反射结构相较于平面半透半反等其它光学结构具有明显优势，但其仍然难以满足ar眼镜产品发展的需要。用户需要ar眼镜具备更大的fov(视场角)和更清晰的画面，然而目前常规的单镜片或双镜片折反射结构fov难以达到50°，清晰度难以匹配1080p以上分辨率的画面，出瞳直径也较小，通常在12mm附近。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供了一种多折反射结构近眼显示系统及ar眼镜，能堆叠并复用光学元件，实现在不增加体积的前提下提升显示系统的视场角至60度以上，达到小型化大视场角显示，清晰度也得到大幅提升，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种多折反射结构近眼显示系统，包括：

4、屏幕、第一分光光学平板、第二全反射镜片组、第二分光光学平板、半反半透光学曲片和第三全反射镜片组；其中，

5、所述屏幕、第一分光光学平板和第二全反射镜片组横向间隔设置构成上横向光路；其中，所述屏幕与第二全反射镜片组均竖向设置，第一分光光学平板倾斜设置于屏幕的显示端与第二全反射镜片组之间，该屏幕的显示端朝向第一分光光学平板；

6、所述半反半透光学曲片和第二分光光学平板均设置于上横向光路的下方，所述半反半透光学曲片和第二分光光学平板横向间隔设置构成下横向光路；其中，所述半反半透光学曲片竖向设置，所述第二分光光学平板倾斜设置于所述半反半透光学曲片前方，处于所述第一分光光学平板下方，与所述第一分光光学平板倾斜方向相反；

7、所述第二分光光学平板的前方为人眼位置；

8、所述第三全反射镜片组水平设置于所述第二分光光学平板的下方，与所述第二分光光学平板和第一分光光学平板构成中间竖向光路；

9、所述上横向光路、中间竖向光路和下横向光路构成所述屏幕的显示端到人眼位置之间的干字型多折反射光路。

10、一种ar眼镜，包括：眼镜本体和集成在眼镜本体上的近眼显示系统，所述近眼显示系统采用本发明所述的多折反射结构近眼显示系统。

11、与现有技术相比，本发明所提供的多折反射结构近眼显示系统及ar眼镜，其有益效果包括：

12、通过按从上到下横向堆叠设置屏幕、第一分光光学平板、第二全反射镜片组、第二分光光学平板、半反半透光学曲片和第三全反射镜片组，在屏幕的显示端到人眼位置之间构成横向堆叠的三层结构干字型多次折反射光路，通过复用光学透光镜片折叠光路，能实现在不增加系统体积的前提下提升了折反射结构的视场角至60度以上，实现小型化大视场角显示，能很好满足ar眼镜小型化、时尚化需求。

技术特征：

1.一种多折反射结构近眼显示系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多折反射结构近眼显示系统，其特征在于，所述屏幕与第一分光光学平板之间的夹角a_sp1满足：25°＜a_sp1＜65°；

3.根据权利要求1或2所述的多折反射结构近眼显示系统，其特征在于，所述第一分光光学平板与第二分光光学平板均采用表面镀光学半反半透膜的光学平板；

4.根据权利要求1或2所述的多折反射结构近眼显示系统，其特征在于，所述第二全反射镜片组、第三全反射镜片组中的每个光学透镜镜片面型为球面、非球面、自由曲面中的任一种；

5.根据权利要求1或2所述的多折反射结构近眼显示系统，其特征在于，还包括：所述第一透光镜片组，竖向设置于所述屏幕的显示端与所述第一分光光学平板之间；

6.根据权利要求1或2所述的多折反射结构近眼显示系统，其特征在于，还包括：所述第一透光镜片组，竖向设置于所述屏幕的显示端与所述第一分光光学平板之间；

7.根据权利要求1或2所述的多折反射结构近眼显示系统，其特征在于，所述屏幕的显示端表面依次设有线偏振膜；

8.根据权利要求1或2所述的多折反射结构近眼显示系统，其特征在于，还包括：所述第一透光镜片组，竖向设置于所述屏幕的显示端与所述第一分光光学平板之间；

9.根据权利要求1或2所述的多折反射结构近眼显示系统，其特征在于，所述第二全反射镜片组至少由1片光学透镜镜片组成，光学透镜镜片的总数量ln满足：1≤ln≤5；光学透镜镜片采用非胶合镜片、双胶合镜片、三胶合镜片中的任一种，所述第二镜片由多个光学透镜镜片组成时，离所述第一分光光学平板最远的光学透镜镜片下表面镀有全反射膜，所有镜片的各个面均镀有增透膜；

10.一种ar眼镜，包括：眼镜本体和集成在眼镜本体上的近眼显示系统，其特征在于，所述近眼显示系统采用权利要求1-9任一项所述的多折反射结构近眼显示系统。

技术总结本发明公开了一种多折反射结构近眼显示系统及AR眼镜，属近眼显示领域，系统包括：屏幕、第一分光光学平板和第二全反射镜片组横向间隔设置构成上横向光路；半反半透光学曲片和第二分光光学平板均设置于上横向光路的下方，半反半透光学曲片和第二分光光学平板横向间隔设置构成下横向光路；第二分光光学平板的前方为人眼位置；第三全反射镜片组水平设置于第二分光光学平板的下方，与第二分光光学平板和第一分光光学平板构成中间竖向光路；上横向光路、中间竖向光路和下横向光路构成屏幕的显示端到人眼位置之间的干字型多折反射光路。该系统由于横向堆叠不仅体积小且视场角大，能满足AR眼镜小型化的要求。技术研发人员：姜公略,王丙杰,孔德卿受保护的技术使用者：北京行者无疆科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29