【技術實現步驟摘要】
本技術涉及光學，特別是涉及一種近眼顯示眼鏡。
技術介紹
1、近眼顯示(near-to-eye?display)是一種在單眼或雙眼視場中創建虛像的技術，通過置于人眼非明視距離內的顯示設備，向人眼渲染出光場信息，進而在眼前重建虛擬場景的技術。增強現實(augmented?reality，ar)技術即是一種典型的近眼顯示技術，通過先進的顯示、建模、交互等手段，將虛擬信息于現實場景融合在一起，為用戶提供更直觀的信息和更豐富的體驗；ar技術目前已在醫療、教育、娛樂、安防等領域得到了廣泛而實際的應用。
2、在近眼顯示設備中，為了保證最終入射至人眼的投影畫面能夠具有合適的眼盒，就需要設置能夠在一定程度上實現投影光束擴瞳的光路結構。但近眼顯示設備多采用可佩戴在頭部的頭戴設備，使得光路結構的安裝設置受限，滿足擴瞳要求的光路結構往往會帶給佩戴者不舒適的佩戴體驗；由此存在投影光束擴瞳和近眼顯示設備佩戴舒適度無法兼容的問題。
技術實現思路
1、本技術的目的是提供一種近眼顯示眼鏡，能夠滿足投影光束擴瞳的需求的基礎上，保證佩戴者佩戴的舒適度。
2、為解決上述技術問題，本技術提供一種近眼顯示眼鏡，包括波導鏡片，設置在所述波導鏡片上的耦入光柵和擴瞳耦出光柵，和所述波導鏡片相連接的鏡腿結構；在所述鏡腿結構內依次設置的投影光源、第一透鏡組、偏轉光學元件和第二透鏡組：
3、其中，所述第一透鏡組和所述第二透鏡組用于對所述投影光源輸出的投影光束進行整形，形成光束橫截面不小于設定橫截面的平
4、所述偏轉光學元件用于對經所述第一透鏡組輸出的投影光束進行偏轉，所述投影光源輸出的投影光束依次經過所述第一透鏡組、所述偏轉光學元件和所述第二透鏡組傳輸的光路光軸呈l型延伸或z字型延伸，使得所述投影光源和所述第一透鏡組相對所述第二透鏡組向所述鏡腿結構背離所述波導鏡片一側偏移。
5、在本申請的一種可選地實施例中，所述偏轉光學元件至少包括第一反射面和第二反射面的多邊形棱鏡；
6、所述第一反射面用于對經所述第一透鏡組輸出的投影光束反射至所述第二反射面；所述第二反射面用于將所述投影光束反射至所述第二透鏡組；
7、其中，當所述第一透鏡組、所述偏轉光學元件和所述第二透鏡組傳輸的光路光軸呈l型延伸，所述第一反射面和所述第二反射面之間的夾角大于45度小于90度；
8、當所述第一透鏡組、所述偏轉光學元件和所述第二透鏡組傳輸的光路光軸呈z字型延伸，所述第一反射面和所述第二反射面之間相互平行。
9、在本申請的一種可選地實施例中，當所述第一透鏡組、所述偏轉光學元件和所述第二透鏡組傳輸的光路光軸呈l型延伸，所述多邊形棱鏡為五邊形柱狀棱鏡；所述五邊形柱狀棱鏡的第四側面和第二側面上分別設置有反射膜，且分別作為所述第一反射面和第二反射面；
10、其中，經所述第一透鏡組輸出的投影光束垂直經過所述五邊形柱狀棱鏡的第一側面透射入射，在所述五邊形柱狀棱鏡內入射至所述五邊形柱狀棱鏡的第四側面，所述投影光束從所述五邊形柱狀棱鏡的第四側面反射入射至所述五邊形柱狀棱鏡的第二側面，經過所述五邊形柱狀棱鏡的第二側面反射之后垂直入射至第五側面，并所述五邊形柱狀棱鏡的第五側面垂直透射輸出至所述第二透鏡組。
11、在本申請的一種可選地實施例中，當所述第一透鏡組、所述偏轉光學元件和所述第二透鏡組傳輸的光路光軸呈z字型延伸，所述多邊形棱鏡為平行四邊形棱鏡，所述平行四邊形棱鏡上相互平行的第二側面和第四側面上均設置有反射膜層，且分別作為所述第一反射面和第二反射面；
12、其中，經所述第一透鏡組輸出的投影光束垂直于所述平行四邊形棱鏡的第一側面透射入射至所述平行四邊形棱鏡內，并入射至所述平行四邊形棱鏡的第二側面，在所述平行四邊形棱鏡的第二側面上反射入射至所述平行四邊形棱鏡的第四側面，并在所述平行四邊形棱鏡第四側面上反射之后，垂直經所述平行四邊形棱鏡的第三側面垂直透射輸出至所述第二透鏡組。
13、在本申請的一種可選地實施例中，所述平行四邊形棱鏡包括相互膠合且具有不同折射率的第一棱鏡和第二棱鏡；其中，所述第一反射面和所述第二反射面分別位于所述第一棱鏡和所述第二棱鏡上，且所述第一棱鏡和所述第二棱鏡相互膠合的表面為位于所述第一反射面和第二反射面之間的曲面表面；
14、或者，所述平行四邊形棱鏡包括相互膠合的第一三棱鏡和第二三棱鏡，且所述第一三棱鏡和所述第二三棱鏡之間嵌入有具有光焦度的衍射光學元件。
15、在本申請的一種可選地實施例中，所述第一反射面和所述第二反射面均為曲面反射面，用于對所述投影光束進行整形和畸變矯正。
16、在本申請的一種可選地實施例中，所述多邊形棱鏡分別和所述第一透鏡組以及所述第二透鏡組中至少部分透鏡膠合連接；
17、或，所述多邊形棱鏡分別和所述第一透鏡組以及所述第二透鏡組中至少部分透鏡一體注塑成型。
18、在本申請的一種可選地實施例中，所述偏轉光學元件為直角三棱鏡，所述直角三棱鏡的斜平面上設置有反射膜；所述反射膜用于對經所述第一透鏡組輸出的投影光束反射至所述第二透鏡組；
19、或，所述偏轉光學元件為反射鏡，用于對經所述第一透鏡組輸出的投影光束反射至所述第二透鏡組。
20、在本申請的一種可選地實施例中，所述偏轉光學元件至少包括第一反射鏡和第二反射鏡；
21、所述第一反射鏡用于對經所述第一透鏡組輸出的投影光束反射至所述第二反射鏡；所述第二反射鏡用于將所述投影光束反射至所述第二透鏡組；
22、當所述第一透鏡組、所述偏轉光學元件和所述第二透鏡組傳輸的光路光軸呈l型延伸，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡之間的夾角大于45度小于90度；
23、當所述第一透鏡組、所述偏轉光學元件和所述第二透鏡組傳輸的光路光軸呈z字型延伸，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡之間相互平行。
24、在本申請的一種可選地實施例中，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡均為平面反射鏡；
25、所述第一反射鏡和所述第二反射鏡之間還設置有第三透鏡，用于對所述投影光束進行整形和畸變矯正。
26、本技術所提供的一種近眼顯示眼鏡，包括波導鏡片，設置在波導鏡片上的耦入光柵和擴瞳耦出光柵，和波導鏡片相連接的鏡腿結構；在鏡腿結構內依次設置的投影光源、第一透鏡組、偏轉光學元件和第二透鏡組：其中，第一透鏡組和第二透鏡組用于對投影光源輸出的投影光束進行整形，形成光束橫截面不小于設定橫截面的平行光束，且經第二透鏡組輸出的投影光束以設定角度入射至波導鏡片上的耦入光柵，以使當近眼顯示眼鏡被佩戴時，經波導鏡片傳導的投影光束經擴瞳耦出光柵以垂直于人眼方向進行一維擴瞳輸出；偏轉光學元件用于對經第一透本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種近眼顯示眼鏡，其特征在于，包括波導鏡片，設置在所述波導鏡片上的耦入光柵和擴瞳耦出光柵，和所述波導鏡片相連接的鏡腿結構；在所述鏡腿結構內依次設置的投影光源、第一透鏡組、偏轉光學元件和第二透鏡組：
2.如權利要求1所述的近眼顯示眼鏡，其特征在于，所述偏轉光學元件至少包括第一反射面和第二反射面的多邊形棱鏡；
3.如權利要求2所述的近眼顯示眼鏡，其特征在于，當所述第一透鏡組、所述偏轉光學元件和所述第二透鏡組傳輸的光路光軸呈L型延伸，所述多邊形棱鏡為五邊形柱狀棱鏡；所述五邊形柱狀棱鏡的第四側面和第二側面上分別設置有反射膜，且分別作為所述第一反射面和第二反射面；
4.如權利要求2所述的近眼顯示眼鏡，其特征在于，當所述第一透鏡組、所述偏轉光學元件和所述第二透鏡組傳輸的光路光軸呈Z字型延伸，所述多邊形棱鏡為平行四邊形棱鏡，所述平行四邊形棱鏡上相互平行的第二側面和第四側面上均設置有反射膜層，且分別作為所述第一反射面和第二反射面；
5.如權利要求4所述的近眼顯示眼鏡，其特征在于，所述平行四邊形棱鏡包括相互膠合且具有不同折射率的第一棱鏡和第二棱鏡
6.如權利要求2至4任一項所述的近眼顯示眼鏡，其特征在于，所述第一反射面和所述第二反射面均為曲面反射面，用于對所述投影光束進行整形和畸變矯正。
7.如權利要求2至4任一項所述的近眼顯示眼鏡，其特征在于，所述多邊形棱鏡分別和所述第一透鏡組以及所述第二透鏡組中至少部分透鏡膠合連接；
8.如權利要求1所述的近眼顯示眼鏡，其特征在于，所述偏轉光學元件為直角三棱鏡，所述直角三棱鏡的斜平面上設置有反射膜；所述反射膜用于對經所述第一透鏡組輸出的投影光束反射至所述第二透鏡組；
9.如權利要求1所述的近眼顯示眼鏡，其特征在于，所述偏轉光學元件至少包括第一反射鏡和第二反射鏡；
10.如權利要求9所述的近眼顯示眼鏡，其特征在于，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡均為平面反射鏡；
...【技術特征摘要】
1.一種近眼顯示眼鏡，其特征在于，包括波導鏡片，設置在所述波導鏡片上的耦入光柵和擴瞳耦出光柵，和所述波導鏡片相連接的鏡腿結構；在所述鏡腿結構內依次設置的投影光源、第一透鏡組、偏轉光學元件和第二透鏡組：
2.如權利要求1所述的近眼顯示眼鏡，其特征在于，所述偏轉光學元件至少包括第一反射面和第二反射面的多邊形棱鏡；
3.如權利要求2所述的近眼顯示眼鏡，其特征在于，當所述第一透鏡組、所述偏轉光學元件和所述第二透鏡組傳輸的光路光軸呈l型延伸，所述多邊形棱鏡為五邊形柱狀棱鏡；所述五邊形柱狀棱鏡的第四側面和第二側面上分別設置有反射膜，且分別作為所述第一反射面和第二反射面；
4.如權利要求2所述的近眼顯示眼鏡，其特征在于，當所述第一透鏡組、所述偏轉光學元件和所述第二透鏡組傳輸的光路光軸呈z字型延伸，所述多邊形棱鏡為平行四邊形棱鏡，所述平行四邊形棱鏡上相互平行的第二側面和第四側面上均設置有反射膜層，且分別作為所述第一反射面和第二反射面；
5.如權利要求4所述的近眼顯示眼鏡，其特征在于，所述平行四邊形...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃鵬程，魏一振，張卓鵬，
申請(專利權)人：杭州光粒科技有限公司，
類型：新型
國別省市：
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