CN207440412U - 光路模组结构及ar头戴显示设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于头戴设备技术领域，尤其涉及一种光路模组结构及AR头戴显示设备；光路模组结构包括菲涅尔透镜、与菲涅尔透镜间隔设置的偏振反射镜、以及设置在偏振反射镜远离菲涅尔透镜一侧的全反射镜，偏振反射镜的设置方向与菲涅尔透镜的设置方向之间设有夹角α，偏振反射镜的基材板靠近菲涅尔透镜的菲涅尔面一侧设置，全反射镜设置于偏振反射镜靠近菲涅尔透镜的侧边处并且与偏振反射镜平行；AR头戴显示设备包括壳体、安装在壳体所围成空腔内的光路模组结构，菲涅尔透镜的菲涅尔面靠近后侧设置。由手机屏或显示屏幕发出的光线透过菲涅尔透镜、偏振反射镜后射入用户眼睛，能够有效缩短虚拟影像到达用户眼睛的光程，能够增大视场角提升用户体验。
Description
技术领域
本实用新型属于头戴设备技术领域，尤其涉及一种光路模组结构及AR头戴显示设备。
背景技术
AR(现实增强)头戴显示设备，例如AR眼镜、AR头戴显示器等越来越多的出现在人们的日常生活中，目前，很多AR头戴显示设备都采用曲面镜反射手机或屏幕图像的结构方案，相比VR(虚拟现实)设备，AR头戴显示设备输出的虚拟影像到达用户眼睛的光程更长，因此视场角(FOV)更小，用户使用AR头戴显示设备很难达到VR设备的沉浸感。
实用新型内容
本实用新型的第一个目的在于提供一种光路模组结构，旨在解决现有AR头戴显示设备的虚拟影像到达用户眼睛的光程长的问题。
本实用新型是这样实现的，一种光路模组结构，所述光路模组结构包括菲涅尔透镜、与所述菲涅尔透镜间隔设置的偏振反射镜、以及设置在所述偏振反射镜远离菲涅尔透镜一侧的全反射镜；所述偏振反射镜的设置方向与所述菲涅尔透镜的设置方向之间设有夹角α，所述偏振反射镜的基材板靠近所述菲涅尔透镜的菲涅尔面一侧设置；所述全反射镜设置于所述偏振反射镜靠近所述菲涅尔透镜的侧边处并且与所述偏振反射镜平行。
作为一种改进，0°＜所述夹角α＜90°。
作为一种改进，所述夹角α为45°。
作为一种改进，所述基材板为玻璃板或透明塑料板。
由于采用了上述技术方案，本实用新型的光路模组结构包括菲涅尔透镜、与菲涅尔透镜间隔设置的偏振反射镜、以及设置在偏振反射镜远离菲涅尔透镜一侧的全反射镜；偏振反射镜的设置方向与菲涅尔透镜的设置方向之间设有夹角α，偏振反射镜的基材板靠近菲涅尔透镜的菲涅尔面一侧设置；全反射镜设置于偏振反射镜靠近菲涅尔透镜的侧边处并且与偏振反射镜平行。由手机屏或显示屏幕发出的光线(虚拟图像)从菲涅尔透镜的光面射入菲涅尔透镜，从菲涅尔透镜的菲涅尔面射出，然后透过偏振反射镜射入用户眼睛；外界光线(现实环境)照射到全反射镜上，在全反射镜上发生全反射后照射到偏振反射镜上，并经偏振反射镜的偏光膜反射后射入到用户眼睛，即，手机屏或显示屏幕发出的光线与外界光线在偏振反射镜处叠加后射入用户眼睛，实现增强现实效果；由手机屏或显示屏幕发出的光线透过菲涅尔透镜、偏振反射镜后直接射入用户眼睛，能够有效缩短虚拟影像到达用户眼睛的光程。
本实用新型的第二个目的在于提供一种AR头戴显示设备，旨在解决现有AR头戴显示设备的虚拟影像到达用户眼睛的光程长的问题，能够增大视场角提升用户体验。
本实用新型是这样实现的，一种AR头戴显示设备，所述AR头戴显示设备包括壳体、安装在所述壳体所围成空腔内的所述光路模组结构，所述菲涅尔透镜的菲涅尔面靠近后侧设置。
作为一种改进，所述偏振反射镜的下侧边靠近菲涅尔透镜设置，所述全反射镜设置在所述偏振反射镜的下方。
作为一种改进，在所述菲涅尔透镜的前方设有与所述壳体的内侧固定连接的显示屏幕。
由于采用了上述技术方案，本实用新型的AR头戴显示设备包括壳体、安装在壳体所围成空腔内的光路模组结构，菲涅尔透镜的菲涅尔面靠近后侧设置。手机屏或显示屏幕发出的光线(虚拟图像)从菲涅尔透镜的光面射入菲涅尔透镜、从菲涅尔透镜的菲涅尔面出射，然后透过偏振反射镜射入到用户眼睛；外界光线(现实环境)照射到全反射镜上，在全反射镜上发生全反射后射到偏振反射镜上，并经偏振反射镜的偏光膜反射后射入用户眼睛，即，手机屏或显示屏幕发出的光线与外界光线在偏振反射镜处叠加后射入用户眼睛，实现增强现实效果；由手机屏或显示屏幕发出的光线透过菲涅尔透镜、偏振反射镜后直接射入用户眼睛，能够有效缩短虚拟影像到达用户眼睛的光程，解决了现有AR头戴显示设备的虚拟影像到达用户眼睛的光程长的问题，能够增大视场角提升用户体验。
附图说明
图1是本实用新型的光路模组结构的示意图；
其中，10、菲涅尔透镜，11、光面，12、菲涅尔面，20、偏振反射镜，21、基材板，22、偏光膜，30、全反射镜，40、显示屏幕。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
由图1可知，光路模组结构包括菲涅尔透镜10，该菲涅尔透镜10的一个侧面为光面11、另一个侧面为由小到大的多个同心圆的菲涅尔面12；与菲涅尔透镜10间隔设置的偏振反射镜20，该偏振反射镜20的设置方向与菲涅尔透镜10的设置方向之间设有夹角α，该偏振反射镜20包括基材板21、贴合在基材板21上的偏光膜22，偏振反射镜20的基材板21靠近菲涅尔面12设置；以及设置在偏振反射镜20的偏光膜22一侧的全反射镜30，该全反射镜30与偏振反射镜20平行并且靠设置在偏振反射镜20靠近菲涅尔透镜10的一侧。
由手机屏或显示屏幕发出的光线(虚拟图像)从菲涅尔透镜10的光面11射入菲涅尔透镜10，从菲涅尔透镜10的菲涅尔面12射出，然后经过偏振反射镜20射入到用户眼睛，由于偏振反射镜20的偏光膜22的偏振方向与手机屏或显示屏幕的偏振方向相同，因此光线能够近无损耗的通过偏振反射镜20；外界光线(现实环境)照射到全反射镜30上，经全反射镜30的全反射后照射到偏振反射镜20的偏光膜22上，由于全反射镜30与偏振反射镜20平行，经全反射镜30、偏振反射镜20的反射后的外界光线与手机屏或显示屏幕发出的光线平行，这样透过偏振反射镜20的光线与全反射镜30反射的外界光线叠加射入用户眼睛，实现增强现实效果；由手机屏或显示屏幕发出的光线透过菲涅尔透镜10、偏振反射镜20后直接射入用户眼睛，能够有效缩短虚拟影像到达用户眼睛的光程。
在本实施例中，0°＜夹角α＜90°，通常为45°，当然也可以是30°、60°等。
在本实施例中，基材板21为玻璃板，当然也可以是透明塑料板等。
本实用新型中还涉及一种AR头戴显示设备，定义AR头戴显示设备靠近用户面部的一侧为后，远离用户面部的一侧为前，该AR头戴显示设备包括壳体、以及安装在壳体所围成空腔内的光路模组结构，该菲涅尔透镜10的菲涅尔面12靠近后侧设置，也就是靠近用户面部一侧设置。
手机屏或显示屏幕发出的光线(虚拟图像)依次透过菲涅尔透镜10、偏振反射镜20，外界光线(现实环境)照射到全反射镜30上，经全反射镜30的全反射后照射到偏振反射镜20的偏光膜22上，与由手机屏或显示屏幕发出的光线(虚拟图像)在偏振反射镜20处叠加后射入用户眼睛，实现增强现实效果，由手机屏或显示屏幕发出的光线透过菲涅尔透镜10、偏振反射镜20后直接射入用户眼睛，能够有效缩短虚拟影像到达用户眼睛的光程，解决了现有AR头戴显示设备的虚拟影像到达用户眼睛的光程长的问题，能够增大视场角提升用户体验。
在本实施例中，偏振反射镜20的下侧边靠近菲涅尔透镜10设置，全反射镜30设置在偏振反射镜20的下方。
在本实施例中，在菲涅尔透镜10的前方设有与壳体的内侧固定连接的显示屏幕40，这样使用时可以将手机通过数据线与显示屏幕40连接，将手机上的图像传至显示屏幕40上，再由显示屏幕40照射至菲涅尔透镜10上。当然，AR头戴显示设备没有设置单独的显示屏幕40时，可以在壳体设置手机容置腔，使用时将手机自己安装到壳体上，手机屏直接将图像照射至菲涅尔透镜10上。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.光路模组结构，其特征在于，包括菲涅尔透镜、与所述菲涅尔透镜间隔设置的偏振反射镜、以及设置在所述偏振反射镜远离菲涅尔透镜一侧的全反射镜；所述偏振反射镜的设置方向与所述菲涅尔透镜的设置方向之间设有夹角α，所述偏振反射镜的基材板靠近所述菲涅尔透镜的菲涅尔面一侧设置；所述全反射镜设置于所述偏振反射镜靠近所述菲涅尔透镜的侧边处并且与所述偏振反射镜平行。
2.根据权利要求1所述的光路模组结构，其特征在于，0°＜所述夹角α＜90°。
3.根据权利要求2所述的光路模组结构，其特征在于，所述夹角α为45°。
4.根据权利要求1至3任一项所述的光路模组结构，其特征在于，所述基材板为玻璃板或透明塑料板。
5.AR头戴显示设备，包括壳体，其特征在于，在所述壳体所围成空腔内安装有如权利要求1至4任一项所述的光路模组结构，所述菲涅尔透镜的菲涅尔面靠近后侧设置。
6.根据权利要求5所述的AR头戴显示设备，其特征在于，所述偏振反射镜的下侧边靠近菲涅尔透镜设置，所述全反射镜设置在所述偏振反射镜的下方。
7.根据权利要求5或6所述的AR头戴显示设备，其特征在于，在所述菲涅尔透镜的前方设有与所述壳体的内侧固定连接的显示屏幕。
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| CN201721508459.8U CN207440412U (zh) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | 光路模组结构及ar头戴显示设备 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111474723A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-07-31 | Oppo广东移动通信有限公司 | 显示光学系统及头戴显示设备 |
| CN112788323A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | Oppo广东移动通信有限公司 | 色温检测组件、图像处理终端、方法及装置 |
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