設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片，包括一光波導(dǎo)鏡片，光波導(dǎo)鏡片設(shè)有一出光端、一光傳輸部、一入光端；光波導(dǎo)鏡片設(shè)有至少三層橫截面呈弧面狀的半透半反膜，各半透半反膜相互平行，半透半反膜位于出光端；光波導(dǎo)鏡片還設(shè)有一耦合棱鏡，耦合棱鏡位于入光端，耦合棱鏡的下端面為一透射曲面，透射曲面為一外凸的凸面形狀，耦合棱鏡的上端面為一反射曲面，反射曲面為一外凸的凸面形狀，反射曲面的內(nèi)側(cè)壁上涂有反射膜層。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，具體設(shè)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡。
【背景技術(shù)】
[0002] 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息集成的新技術(shù)，在日常生活 中可W為人們帶來(lái)便利。它可W實(shí)現(xiàn)超越電子屏幕的視覺(jué)體驗(yàn)，在展現(xiàn)真實(shí)世界的信息的 同時(shí)，將虛擬的信息同時(shí)顯示出來(lái)，數(shù)碼世界和真實(shí)世界的信息相互補(bǔ)充和疊加，二者完美 的結(jié)合在一起呈現(xiàn)在用戶眼中。
[0003] 然而現(xiàn)在已有的的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡，普遍存在使用時(shí)視場(chǎng)角過(guò)小導(dǎo)致用戶視野不 佳，W及鏡片太厚導(dǎo)致整體偏重的缺陷，從而降低了用戶體驗(yàn)滿意度。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于，提供設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片。
[0005] 本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題可W采用W下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0006] 設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片，包括一光波導(dǎo)鏡片，所述光波導(dǎo)鏡片設(shè)有一 出光端、一光傳輸部、一入光端;其特征在于，所述光波導(dǎo)鏡片設(shè)有至少Ξ層橫截面呈弧面 狀的半透半反膜，各所述半透半反膜相互平行，所述半透半反膜位于所述出光端；
[0007] 所述光波導(dǎo)鏡片還設(shè)有一禪合棱鏡，所述禪合棱鏡位于所述入光端，所述禪合棱 鏡的下端面為一透射曲面，所述透射曲面為一外凸的凸面形狀，所述禪合棱鏡的上端面為 一反射曲面，所述反射曲面為一外凸的凸面形狀，所述反射曲面的內(nèi)側(cè)壁上涂有反射膜層。 [000引所述透射曲面、所述反射曲面、所述半透半反膜中至少一個(gè)的方程滿足W下Ξ個(gè) 方程之一：
[0009] (a)變形非球面，他有兩個(gè)方向的曲率半徑，而且可W不相同，該曲面為平面對(duì)稱 曲面，它有兩個(gè)對(duì)稱面，分別關(guān)于yoz、XOZ平面對(duì)稱。
[0010]
[001。 Cx是曲面X- Z平面內(nèi)X方向的曲率半徑，Cy是曲面在Y - Z平面內(nèi)Y方向的曲率半徑，Κχ 是曲面X方向的二次曲線系數(shù)，Ky是曲面Υ方向的二次曲線系數(shù)，Ai是4,6,8···2η階非旋轉(zhuǎn)對(duì) 稱系數(shù)。
[0012] (b巧Υ多項(xiàng)式曲面，
[0013]
[0014] 其中C為曲面曲率半徑，Cj為多項(xiàng)式系數(shù)。
[0015] (C)超環(huán)面是一個(gè)圓形或η階曲線形狀的回轉(zhuǎn)曲面，由一個(gè)圓或η階曲線繞一個(gè)與 該曲線共面的一個(gè)軸回轉(zhuǎn)所生成。
[0016]
[0017] 其中C為曲率半徑，k為二次曲面系數(shù)，A，B，C，D分別為4,6,8，10階非球面系數(shù)。
[0018] 本實(shí)用新型在使用時(shí)，圖像顯示器發(fā)出的光線經(jīng)由禪合棱鏡的透射曲面透射進(jìn)入 禪合棱鏡，然后被反射曲面反射后進(jìn)入光波導(dǎo)片，在所述光波導(dǎo)片內(nèi)全反射前進(jìn)，光線照射 到半透半反膜的入光面后依次發(fā)生一定的反射和透射，最后發(fā)生反射的光線透過(guò)玻璃基板 底部進(jìn)入觀察者的瞳孔。
[0019] 作為一種優(yōu)選方案，所述光波導(dǎo)鏡片還設(shè)有一呈板狀的光波導(dǎo)片，W所述光波導(dǎo) 片作為所述光傳輸部，所述禪合棱鏡位于所述光波導(dǎo)片一端，所述反射膜層朝向所述光波 導(dǎo)片;所述半透半反膜位于所述光波導(dǎo)片另一端，相鄰的兩個(gè)所述半透半反膜之間可W設(shè) 有透光玻璃，最靠近所述光波導(dǎo)片的半透半反膜通過(guò)透光玻璃連接所述光波導(dǎo)片。
[0020] 作為另一種優(yōu)選方案，所述光波導(dǎo)鏡片還設(shè)有一呈板狀的光波導(dǎo)片，W所述光波 導(dǎo)片作為所述光傳輸部，所述禪合棱鏡位于所述光波導(dǎo)片一端，所述反射膜層朝向所述光 波導(dǎo)片;所述半透半反膜嵌入所述所述光波導(dǎo)片中，所述半透半反膜位于所述光波導(dǎo)片遠(yuǎn) 離所述禪合棱鏡的一端部。
[0021] 所述半透半反膜的切線與所述光波導(dǎo)片的下表面呈一夾角，所述夾角為20~30 度，優(yōu)選24.5度。采用該角度，視場(chǎng)角較現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡有很大的提高，視場(chǎng)角能達(dá)到 36度，目視距離為18mm左右。各所述半透半反膜與所述光波導(dǎo)片所成的夾角優(yōu)選相等。
[0022 ]所述半透半反膜越靠近所述禪合棱鏡，反射率越增，透過(guò)率越減。
[0023] 所述光波導(dǎo)片厚度為1.8mm~2.2mm，優(yōu)選2mm。光波導(dǎo)片厚度減少，減少眼鏡的重 量，提高用戶的舒適感。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為本實(shí)用新型在使用時(shí)的光路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[00%]參照?qǐng)D1，設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片，包括一眼鏡主體，眼鏡主體包括鏡 架、安裝在鏡架上的光波導(dǎo)鏡片，光波導(dǎo)鏡片設(shè)有一出光端、一光傳輸部、一入光端;光波導(dǎo) 鏡片設(shè)有至少Ξ層橫截面呈弧面狀的半透半反膜2，各半透半反膜2相互平行，半透半反膜2 位于出光端;光波導(dǎo)鏡片還設(shè)有一禪合棱鏡，禪合棱鏡位于入光端，禪合棱鏡的下端面為一 透射曲面4,透射曲面4為一外凸的凸面形狀，禪合棱鏡的上端面為一反射曲面3,反射曲面3 為一外凸的凸面形狀，反射曲面的內(nèi)側(cè)壁上涂有反射膜層。
[0027] 透射曲面、反射曲面、半透半反膜中至少一個(gè)的方程滿足W下Ξ個(gè)方程之一：
[0028] (a)變形非球面，他有兩個(gè)方向的曲率半徑，而且可W不相同，該曲面為平面對(duì)稱 曲面，它有兩個(gè)對(duì)稱面，分別關(guān)于yoz、XOZ平面對(duì)稱。
[0029]
[0030] Cx是曲面X- Z平面內(nèi)X方向的曲率半徑，Cy是曲面在Y - Z平面內(nèi)Y方向的曲率半徑，Κχ 是曲面X方向的二次曲線系數(shù)，Ky是曲面Υ方向的二次曲線系數(shù)，At是4，6，8…2η階非旋轉(zhuǎn)對(duì) 稱系數(shù)。
[0031] (b巧Υ多項(xiàng)式曲面，
[0032]
[003引其中C為曲面曲率半徑，C功多項(xiàng)式系數(shù)。
[0034] (C)超環(huán)面是一個(gè)圓形或η階曲線形狀的回轉(zhuǎn)曲面，由一個(gè)圓或η階曲線繞一個(gè)與 該曲線共面的一個(gè)軸回轉(zhuǎn)所生成。
[0035]
[0036] 其中C為曲率半徑，k為二次曲面系數(shù)，A，B，C，D分別為4,6,8，10階非球面系數(shù)。
[0037] 本實(shí)用新型在使用時(shí)，圖像顯示器發(fā)出的光線經(jīng)由禪合棱鏡的透射曲面透射進(jìn)入 禪合棱鏡，然后被反射曲面反射后進(jìn)入光波導(dǎo)片，在光波導(dǎo)片內(nèi)全反射前進(jìn)，光線照射到半 透半反膜2的入光面后依次發(fā)生一定的反射和透射，最后發(fā)生反射的光線透過(guò)玻璃基板底 部進(jìn)入觀察者的瞳孔。
[0038] 作為一種優(yōu)選方案，光波導(dǎo)鏡片還設(shè)有一呈板狀的光波導(dǎo)片，W光波導(dǎo)片作為光 傳輸部，禪合棱鏡位于光波導(dǎo)片一端，反射膜層朝向光波導(dǎo)片;半透半反膜位于光波導(dǎo)片另 一端，相鄰的兩個(gè)半透半反膜之間可W設(shè)有透光玻璃，最靠近光波導(dǎo)片的半透半反膜通過(guò) 透光玻璃連接光波導(dǎo)片。作為另一種優(yōu)選方案，如圖1，光波導(dǎo)鏡片還設(shè)有一呈板狀的光波 導(dǎo)片1，W光波導(dǎo)片1作為光傳輸部，禪合棱鏡位于光波導(dǎo)片1 一端，反射膜層朝向光波導(dǎo)片 1;半透半反膜2嵌入光波導(dǎo)片1中，半透半反膜2位于光波導(dǎo)片1遠(yuǎn)離禪合棱鏡的一端部。半 透半反膜2越靠近禪合棱鏡，反射率越增，透過(guò)率越減。光波導(dǎo)片厚度為1.8mm~2.2mm，優(yōu)選 2mm。光波導(dǎo)片厚度減少，減少眼鏡的重量，提高用戶的舒適感。
[0039] 半透半反膜2的切線與光波導(dǎo)片的下表面呈一夾角，夾角為20~30度，優(yōu)選24.5 度。采用該角度，視場(chǎng)角較現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡有很大的提高，視場(chǎng)角能達(dá)到36度，目視距 離為18mm左右。各半透半反膜2與光波導(dǎo)片所成的夾角優(yōu)選相等。
[0040] W上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述 的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會(huì)有各種變化和改進(jìn)，運(yùn)些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片，包括一眼鏡主體，所述眼鏡主體包括鏡架、安裝 在所述鏡架上的光波導(dǎo)鏡片，所述光波導(dǎo)鏡片設(shè)有一出光端、一光傳輸部、一入光端;其特 征在于，所述光波導(dǎo)鏡片設(shè)有至少三層橫截面呈弧面狀的半透半反膜，各所述半透半反膜 相互平行，所述半透半反膜位于所述出光端； 所述光波導(dǎo)鏡片還設(shè)有一耦合棱鏡，所述耦合棱鏡位于所述入光端，所述耦合棱鏡的 下端面為一透射曲面，所述透射曲面為一外凸的凸面形狀，所述耦合棱鏡的上端面為一反 射曲面，所述反射曲面為一外凸的凸面形狀，所述反射曲面的內(nèi)側(cè)壁上涂有反射膜層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片，其特征在于，所述透射曲 面、所述反射曲面、所述半透半反膜中至少一個(gè)的曲面方程滿足以下三個(gè)方程之一：Cx是曲面X-Z平面內(nèi)X方向的曲率半徑，Cy是曲面在Y-Z平面內(nèi)Y方向的曲率半徑，K x是曲 面X方向的二次曲線系數(shù)，Ky是曲面Y方向的二次曲線系數(shù)，Ai是4，6，8…2n階非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱系 數(shù)； (b)其中C為曲面曲率半徑，Cj為多項(xiàng)式系數(shù)； (C)其中c為曲率半徑，k為二次曲面系數(shù)，A，B，C，D分別為4，6，8，10階非球面系數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片，其特征在于，所述光波導(dǎo) 鏡片還設(shè)有一呈板狀的光波導(dǎo)片，以所述光波導(dǎo)片作為所述光傳輸部，所述耦合棱鏡位于 所述光波導(dǎo)片一端，所述反射膜層朝向所述光波導(dǎo)片;所述半透半反膜位于所述光波導(dǎo)片 另一端，相鄰的兩個(gè)所述半透半反膜之間設(shè)有透光玻璃，最靠近所述光波導(dǎo)片的半透半反 膜通過(guò)透光玻璃連接所述光波導(dǎo)片。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片，其特征在于，所述半透半 反膜的切線與所述光波導(dǎo)片的下表面呈一夾角，所述夾角為20~30度。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片，其特征在于，所述半透半 反膜越靠近所述耦合棱鏡，反射率越增，透過(guò)率越減。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片，其特征在于，所述光波導(dǎo) 鏡片還設(shè)有一呈板狀的光波導(dǎo)片，以所述光波導(dǎo)片作為所述光傳輸部，所述耦合棱鏡位于 所述光波導(dǎo)片一端，所述反射膜層朝向所述光波導(dǎo)片;所述半透半反膜嵌入所述所述光波 導(dǎo)片中，所述半透半反膜位于所述光波導(dǎo)片遠(yuǎn)離所述耦合棱鏡的一端部。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片，其特征在于，所述半透半 反膜的切線與所述光波導(dǎo)片的下表面呈一夾角，所述夾角為20~30度。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)有弧面半透半反膜的光波導(dǎo)鏡片，其特征在于，所述半透半 反膜越靠近所述耦合棱鏡，反射率越增，透過(guò)率越減。
【文檔編號(hào)】G02B27/01GK205450446SQ201521065518
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日
【發(fā)明人】楊軍, 張婧京
【申請(qǐng)人】上海理鑫光學(xué)科技有限公司