增强现实投影系统及头戴显示设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109541803A(43)申请公布日2019.03.29(21)申请号201910066870.1(22)申请日2019.01.23(71)申请人歌尔股份有限公司地址261031山东省潍坊市高新技术产业开发区东方路268号(72)发明人高震宇(74)专利代理机构深圳市世纪恒程知识产权代理事务所44287代理人胡海国(51)Int.Cl.G02B27/00(2006.01)G02B27/01(2006.01)G02B13/00(2006.01)G02B6/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称增强现实投影系统及头戴显示设备(57)摘要本发明公开了一种增强现实投影系统及头戴显示设备，其中增强现实投影系统包括显示模块、波导结构和光阑，显示模块用于显示成像，并发射显示成像的成像光束；波导结构显示模块发射的成像光束射向波导结构，成像光束在波导结构内部传递时具有非扩瞳方向和扩瞳方向；光阑设置于显示模块至波导结构之间的光路中，光阑用于限制成像光束在非扩瞳方向的出瞳位置，光阑包括沿非扩瞳方向的第一开口尺寸，在非扩瞳方向调节设置第一开口尺寸使出瞳位置在目视暂留位置。本发明提供一种增强现实投影系统及头戴显示设备，有效避免一维扩瞳波导系统出现视场缺失或者出瞳直径过大，保证整体系统的成像质量。CN109541803ACN109541803A权利要求书1/1页1.一种增强现实投影系统，其特征在于，包括：显示模块，用于显示成像，并发射显示成像的成像光束；波导结构，所述显示模块发射的所述成像光束射向所述波导结构，所述成像光束在所述波导结构内部传递时具有非扩瞳方向和扩瞳方向；光阑，设置于所述显示模块至所述波导结构之间的光路中，所述光阑用于限制所述成像光束在所述非扩瞳方向的出瞳位置，所述光阑包括沿非扩瞳方向的第一开口尺寸，在非扩瞳方向调节设置所述第一开口尺寸使出瞳位置在目视暂留位置。2.如权利要求1所述的增强现实投影系统，其特征在于，所述波导结构沿所述成像光束的长度为Dw，所述非扩瞳方向成像有第一出瞳，所述第一出瞳距离所述波导结构的所述成像光束出射面的出瞳距为De，所述非扩瞳方向出瞳孔径为DA，所述非扩瞳方向视场角α，所述第一开口尺寸为L1则L1＝DA+2(Dw+De)×tan(α÷2)。3.如权利要求1或2所述的增强现实投影系统，其特征在于，所述显示模块至所述光阑的光路系统中设置有透镜组件，所述透镜组件用于成像显示。4.如权利要求3所述的增强现实投影系统，其特征在于，所述透镜组件包括沿所述成像光束传播方向依次设置的第一正透镜、第一负透镜、第二正透镜和第三正透镜。5.如权利要求4所述的增强现实投影系统，其特征在于，所述第一正透镜为凹凸透镜，所述第一负透镜为平凹透镜，所述第二正透镜和所述第三正透镜均为平凸透镜，所述第一正透镜的凸起面朝向所述第一负透镜，所述第一负透镜的凹面朝向所述第一正透镜，所述第二正透镜的凸起面和所述第三正透镜的凸起面相对设置。6.如权利要求4所述的增强现实投影系统，其特征在于，所述第一正透镜和所述第一负透镜的折射率大于等于所述第二正透镜的折射率，所述第一正透镜和所述第一负透镜的阿贝数小于等于所述第二正透镜的阿贝数。7.如权利要求3所述的增强现实投影系统，其特征在于，所述透镜组件包括沿成像光束传播方向依次设置的第二负透镜、第四正透镜和第五正透镜。8.如权利要求7所述的增强现实投影系统，其特征在于，所述第二负透镜为平凹透镜，所述第四正透镜和所述第五正透镜为平凸透镜，所述第二负透镜的凹陷面朝向所述成像光束的入射方向，所述第四正透镜和所述第五正透镜的凸起面相对设置。9.如权利要求8所述的增强现实投影系统，其特征在于，所述第二负透镜和所述第五正透镜的折射率大于等于所述第四正透镜折射率，所述第二负透镜和所述第五正透镜的阿贝数小于等于所述第四正透镜的阿贝数。10.如权利要求3所述的增强现实投影系统，其特征在于，所述透镜组件的每一光学元件于光轴对称设置。11.一种头戴显示设备，包括权利要求1所述的增强现实投影系统，其特征在于，包括外壳，其中所述显示模块、所述波导结构以及所述光阑均设置于所述外壳内。2CN109541803A说明书1/5页增强现实投影系统及头戴显示设备技术领域[0001]本发明涉及增强现实技术领域，尤其涉及一种增强现实投影系统及头戴显示设备。背景技术[0002]增强现实(AugmentedReality)，简称AR，是一种实时地计算摄影机摄像的位置及角度并加上相应的图像技术，在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动，把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世