AR光学系统以及AR眼镜的制作方法

ar光学系统以及ar眼镜
技术领域
1.本实用新型涉及增强现实技术领域，尤其涉及一种ar光学系统以及ar眼镜。


背景技术：

2.近年来随着虚拟现实和增强现实技术的不断发展，ar眼镜逐渐被广泛应用于日常生活领域，ar眼镜中主要起作用的是ar光学系统，ar光学系统具有可立体显示的特点，具有良好的发展前景，但是目前的ar光学系统中会采用平板玻璃的形式对光线进行透反，光线在平板玻璃上下表面的两次反射均可通过成像系统进行成像，因此人眼在观看图像时还会出现重影的问题，影响视觉效果。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种ar光学系统以及ar眼镜，旨在解决目前ar光学系统会出现重影的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的一种ar光学系统，包括：
5.发光组件，所述发光组件用于射出光束；以及，
6.分光单元，位于所述发光组件的出射光路上，所述分光单元具有用于透反所述光束且相对设置的第一面和第二面，所述分光单元的第一面与第二面呈夹角设置，以使所述光束经所述分光单元的第一面反射形成的像与所述光束透过所述分光单元的第一面后经所述分光单元的第二面反射形成的像重合。
7.可选地，所述分光单元包括：
8.基底，所述基底具有相对设置的所述第一面和所述第二面，且所述基底的第一面与第二面呈夹角设置；以及，
9.设于所述基底的第一面上的透反膜。
10.可选地，所述分光单元还包括设于所述基底的第二面上的增透膜。
11.可选地，所述分光单元包括：
12.基底，所述基底具有相对设置的所述第一面和所述第二面，且所述基底的第一面与第二面呈夹角设置；以及，
13.设于所述基底的第一面上的反射偏振膜，或设于所述基底的第一面上的偏振复合膜。
14.可选地，所述分光单元包括：
15.基底，所述基底具有相对设置的所述第一面和所述第二面，且所述基底的第一面与第二面呈夹角设置；
16.设于所述基底的第一面上的反射偏振膜；以及，
17.设于所述基底的第二面上的偏振吸收膜。
18.可选地，所述分光单元包括：
19.基底，所述基底具有相对设置的所述第一面和所述第二面，且所述基底的第一面
与第二面呈夹角设置；
20.设于所述基底的第一面上的相位延迟膜；以及，
21.设于所述基底的第二面上的反射偏振膜。
22.可选地，所述分光单元包括：
23.第一基底，所述第一基底具有相对设置的所述第一面和第三面，且所述第一基底的第一面与所述第二面呈夹角设置；
24.第二基底，所述第二基底贴合设置于所述第一基底的第三面，且所述第二基底具有相对所述第一基底的第三面设置的所述第二面；
25.设于所述第一基底的第一面上的相位延迟膜；
26.设于所述第一基底的第三面上的反射偏振膜；以及，
27.设于所述第二基底的第二面上的偏振吸收膜。
28.可选地，所述分光单元包括：
29.基底，所述基底具有相对设置的所述第一面和所述第二面，且所述基底的第一面与第二面呈夹角设置；
30.设于所述基底的第一面上的相位延迟膜；以及，
31.层叠设置于所述基底的第二面上的反射偏振膜和偏振吸收膜，所述反射偏振膜呈靠近所述相位延迟膜设置，所述偏振吸收膜呈远离所述相位延迟膜设置。
32.可选地，所述相位延迟膜的厚度为5um～200um；和/或，
33.所述反射偏振膜的厚度为5um～200um；和/或，
34.所述偏振吸收膜的厚度为5um～200um。
35.本实用新型还提出一种ar眼镜，包括上述的ar光学系统，所述ar光学系统包括：
36.发光组件，所述发光组件用于射出光束；以及，
37.分光单元，位于所述发光组件的出射光路上，所述分光单元具有用于透反所述光束且相对设置的第一面和第二面，所述分光单元的第一面与第二面呈夹角设置，以使所述光束经所述分光单元的第一面反射形成的像与所述光束透过所述分光单元的第一面后经所述分光单元的第二面反射形成的像重合。
38.本实用新型的技术方案中，通过对所述分光单元透反光束的两个面设置所述夹角，使得所述光束经两个面的反射后所成的像能够重合，从而使得人眼在观看图像时不会出现重影问题，提高视觉体验。
附图说明
39.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
40.图1为本实用新型提供的ar光学系统的一实施例的结构示意图；
41.图2为图1的ar光学系统的分光单元的一实施例的结构示意图；
42.图3为图1的ar光学系统的分光单元的另一实施例的结构示意图。
43.附图标号说明：
[0044][0045][0046]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0047]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0048]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0049]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0050]
ar眼镜中设置ar光学系统以实现ar成像，ar光学系统一般包括发光组件和分光单元，而分光单元一般为平板玻璃，平板玻璃的上表面和下表面平行，光线在平板玻璃上表面的反射和透过上表面在下表面的反射均可通过成像系统进行成像，从而导致人眼在观看图像时出现重影，视觉效果大大降低。
[0051]
鉴于此，本实用新型提供一种ar光学系统以及ar眼镜，分光单元的两个面呈夹角设置，解决目前ar光学系统出现重影的问题。图1至图3为本实用新型提供的ar光学系统的实施例。
[0052]
请参照图1，光学系统包括发光组件1以及分光单元2，所述发光组件1用于射出光束，所述分光单元2位于所述发光组件1的出射光路上，所述分光单元2具有用于透反所述光束且相对设置的第一面21和第二面22，所述分光单元2的第一面21与第二面22呈夹角设置，以使所述光束经所述分光单元2的第一面21反射形成的像与所述光束透过所述分光单元2
的第一面21后经所述分光单元2的第二面22反射形成的像重合。
[0053]
本实用新型的技术方案中，通过对所述分光单元2透反光束的两个面设置夹角，使得所述光束经两个面的反射后所成的像能够重合，从而使得人眼在观看图像时不会出现重影问题，提高视觉体验。
[0054]
实现分光单元2的分光效果时，有多种实现方式，下面将分情况进行说明。
[0055]
在一种实施例中，如图2所示，所述分光单元2包括基底23以及透反膜211，所述基底23具有相对设置的所述第一面21和所述第二面22，且所述基底23的第一面21与第二面22呈夹角设置，所述透反膜211设于所述基底23的第一面21上，所述光束经所述透反膜211反射、与经所述透反膜211透射后再经所述第二面22反射，形成的像重合，从而提高消除重影的效果。
[0056]
进一步地，所述分光单元2还包括设于所述基底23的第二面22上的增透膜221，通过设置所述增透膜221，有助于第二面22的透射，减少反射。
[0057]
此外，在另一种实现方式中，如图2所示，所述分光单元2包括基底23，所述基底23具有相对设置的所述第一面21和所述第二面22，且所述基底23的第一面21与第二面22呈夹角设置，以及设于所述基底23的第一面21上的反射偏振膜，或设于所述基底23的第一面21上的偏振复合膜。反射偏振膜具有透射第一线偏振光以及反射第二线偏振光的特点，如此设置，使得所述光束经反射偏振膜或偏振复合膜反射后的光线与透过所述第一面21后经所述第二面22反射的光线形成的像重合，进而达到消除重影的效果。
[0058]
不仅如此，在另一种实现方式中，如图2所示，所述分光单元2包括基底23，所述基底23具有相对设置的所述第一面21和所述第二面22，且所述基底23的第一面21与第二面22呈夹角设置，所述基底23的第一面21上设有反射偏振膜，所述基底23的第二面22上设有偏振吸收膜，如此设置，在进行ar成像时，所述光束经反射偏振膜反射的光线和透过反射偏振膜后经偏振吸收膜反射的光线形成的像重合，从而消除重影。
[0059]
在另一种实现方式中，如图2所示，所述分光单元2包括基底23，所述基底23具有相对设置的所述第一面21和所述第二面22，且所述基底23的第一面21与第二面22呈夹角设置，所述基底23的第一面21上设有相位延迟膜，所述基底23的第二面22上设有反射偏振膜，如此设置，在进行ar成像时，所述光束经所述第一面21的相位延迟膜反射的光线和透过所述第一面21后再经所述第二面22的反射偏振膜反射的光线形成的像重合，从而消除重影。
[0060]
在另一种实现方式中，如图2所示，所述分光单元2包括基底23，所述基底23具有相对设置的所述第一面21和所述第二面22，且所述基底23的第一面21与第二面22呈夹角设置，所述基底23的第一面21上设有相位延迟膜，所述基底23的第二面22上层叠设置有反射偏振膜和偏振吸收膜，所述反射偏振膜呈靠近所述相位延迟膜设置，所述偏振吸收膜呈远离所述相位延迟膜设置，通过将反射偏振膜和偏振吸收膜层叠设置，有助于消除底部反射的杂光，同时，所述光束经所述第一面21反射后的光线与经所述第一面21透射后再由反射偏振膜和偏振吸收膜反射后的光线形成的像重合，从而消除重影。
[0061]
在另一种实现方式中，如图3所示，所述分光单元2包括第一基底24、第二基底25，所述第一基底24具有相对设置的所述第一面21和第三面241，且所述第一基底24的第一面21与所述第二面22呈夹角设置，所述第二基底25贴合设置于所述第一基底24的第三面241，且所述第二基底25具有相对所述第一基底24的第三面241设置的所述第二面22，所述第一
基底24的第一面21上设有相位延迟膜，所述第一基底24的第三面241上设有反射偏振膜，所述第二基底25的第二面22上设有偏振吸收膜，通过将相位延迟膜、第一基底24、反射偏振膜、第二基底25以及偏振吸收膜依次层叠设置，使得所述光束经所述相位延迟膜反射后的光线、与所述光束依次经相位延迟膜、第一基底24、反射偏振膜、第二基底25透射后再由偏振吸收膜反射的光线，两次形成的像重合，同样达到消除重影的效果。其中，所述第二基底25的第二面22和与第二面22相对设置的一面呈平行设置，也可以是呈夹角设置，有助于减少界面反射。
[0062]
需要说明的是，所述相位延迟膜的厚度为5um～200um，和/或，所述反射偏振膜的厚度为5um～200um，和/或，所述偏振吸收膜的厚度为5um～200um，可以是择一设置，也可以是择二设置，也可以是择三设置，在此不再一一赘述，这里将相位延迟膜、反射偏振膜及偏振吸收膜的厚度均设置为5um～200um，各厚度参数最优的是5um～50um，采用厚度较薄的偏振材料，进一步减少产生的重影。
[0063]
需要说明的是，所述ar光学系统100还包括设于所述发光组件1的出光侧的透镜3(这个部分请参照图1)，通过设置透镜3，对发光组件1显示的像进行放大，便于人眼观看。
[0064]
需要说明的是，所述所述ar光学系统100还包括设于所述分光单元2的反射光路上的曲面镜4(这个部分请参照图1)，曲面镜4可以对分光单元2反射出的光线进行进一步的反射。其中，对曲面镜4的曲面类型不做限制，可以是球面，也可以是非球面；对曲面镜4的材料也不做限制，可以是玻璃，也可以是塑料，在此不再详细说明。
[0065]
需要说明的是，本实用新型不限制基底23、第一基底24以及第二基底25的材料，可以是玻璃或塑料等硬性透明材料，在此不再一一赘述。
[0066]
需要说明的是，各夹角根据实际情况而定，例如基底23厚度、分光单元2与发光组件1的距离等，在此不再详细说明。
[0067]
需要说明的是，本实用新型的相位延迟膜，可以是qwp膜；而反射偏振膜，例如可以是apf膜，也可以是其它对光线具有反射偏振功能的膜材；而偏振吸收膜，例如可以是pol膜，pol膜有助于消除来自底部的杂散光，进而减少外界光线的干扰，也可以是其它对光线具有偏振吸收功能的膜材，在此不再一一赘述。
[0068]
本实用新型还提供一种ar眼镜，包括上述的ar光学系统100，所述ar眼镜包括上述的ar光学系统100的全部技术特征，因此，也具有上述全部技术特征带来的技术效果，此处不再一一赘述。
[0069]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。