設有弧面半透半反膜的光波導鏡片的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及增強現實技術。設有弧面半透半反膜的光波導鏡片，包括一光波導鏡片，光波導鏡片設有一出光端、一光傳輸部、一入光端；光波導鏡片設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；光波導鏡片還設有一耦合棱鏡，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，反射曲面的內側壁上涂有反射膜層。
【專利說明】
設有弧面半透半反膜的光波導鏡片
技術領域
[0001] 本實用新型設及增強現實技術，具體設及增強現實眼鏡。
【背景技術】
[0002] 增強現實技術是一種將真實世界信息和虛擬世界信息集成的新技術，在日常生活 中可W為人們帶來便利。它可W實現超越電子屏幕的視覺體驗，在展現真實世界的信息的 同時，將虛擬的信息同時顯示出來，數碼世界和真實世界的信息相互補充和疊加，二者完美 的結合在一起呈現在用戶眼中。
[0003] 然而現在已有的的增強現實眼鏡，普遍存在使用時視場角過小導致用戶視野不 佳，W及鏡片太厚導致整體偏重的缺陷，從而降低了用戶體驗滿意度。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的在于，提供設有弧面半透半反膜的光波導鏡片。
[0005] 本實用新型所解決的技術問題可W采用W下技術方案來實現：
[0006] 設有弧面半透半反膜的光波導鏡片，包括一光波導鏡片，所述光波導鏡片設有一 出光端、一光傳輸部、一入光端;其特征在于，所述光波導鏡片設有至少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] 所述光波導鏡片還設有一禪合棱鏡，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，所述反射曲面的內側壁上涂有反射膜層。 [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的方程滿足W下Ξ個 方程之一：
[0009] (a)變形非球面，他有兩個方向的曲率半徑，而且可W不相同，該曲面為平面對稱 曲面，它有兩個對稱面，分別關于yoz、XOZ平面對稱。
[0010]
[001。 Cx是曲面X- Z平面內X方向的曲率半徑，Cy是曲面在Y - Z平面內Y方向的曲率半徑，Κχ 是曲面X方向的二次曲線系數，Ky是曲面Υ方向的二次曲線系數，Ai是4,6,8···2η階非旋轉對 稱系數。
[0012] (b巧Υ多項式曲面，
[0013]
[0014] 其中C為曲面曲率半徑，Cj為多項式系數。
[0015] (C)超環面是一個圓形或η階曲線形狀的回轉曲面，由一個圓或η階曲線繞一個與 該曲線共面的一個軸回轉所生成。
[0016]
[0017] 其中C為曲率半徑，k為二次曲面系數，A，B，C，D分別為4,6,8，10階非球面系數。
[0018] 本實用新型在使用時，圖像顯示器發出的光線經由禪合棱鏡的透射曲面透射進入 禪合棱鏡，然后被反射曲面反射后進入光波導片，在所述光波導片內全反射前進，光線照射 到半透半反膜的入光面后依次發生一定的反射和透射，最后發生反射的光線透過玻璃基板 底部進入觀察者的瞳孔。
[0019] 作為一種優選方案，所述光波導鏡片還設有一呈板狀的光波導片，W所述光波導 片作為所述光傳輸部，所述禪合棱鏡位于所述光波導片一端，所述反射膜層朝向所述光波 導片;所述半透半反膜位于所述光波導片另一端，相鄰的兩個所述半透半反膜之間可W設 有透光玻璃，最靠近所述光波導片的半透半反膜通過透光玻璃連接所述光波導片。
[0020] 作為另一種優選方案，所述光波導鏡片還設有一呈板狀的光波導片，W所述光波 導片作為所述光傳輸部，所述禪合棱鏡位于所述光波導片一端，所述反射膜層朝向所述光 波導片;所述半透半反膜嵌入所述所述光波導片中，所述半透半反膜位于所述光波導片遠 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片的下表面呈一夾角，所述夾角為20~30 度，優選24.5度。采用該角度，視場角較現有的增強現實眼鏡有很大的提高，視場角能達到 36度，目視距離為18mm左右。各所述半透半反膜與所述光波導片所成的夾角優選相等。
[0022 ]所述半透半反膜越靠近所述禪合棱鏡，反射率越增，透過率越減。
[0023] 所述光波導片厚度為1.8mm~2.2mm，優選2mm。光波導片厚度減少，減少眼鏡的重 量，提高用戶的舒適感。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本實用新型在使用時的光路示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下 面結合具體圖示進一步闡述本實用新型。
[00%]參照圖1，設有弧面半透半反膜的光波導鏡片，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鏡片，光波導鏡片設有一出光端、一光傳輸部、一入光端;光波導 鏡片設有至少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;光波導鏡片還設有一禪合棱鏡，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，反射曲面的內側壁上涂有反射膜層。
[0027] 透射曲面、反射曲面、半透半反膜中至少一個的方程滿足W下Ξ個方程之一：
[0028] (a)變形非球面，他有兩個方向的曲率半徑，而且可W不相同，該曲面為平面對稱 曲面，它有兩個對稱面，分別關于yoz、XOZ平面對稱。
[0029]
[0030] Cx是曲面X- Z平面內X方向的曲率半徑，Cy是曲面在Y - Z平面內Y方向的曲率半徑，Κχ 是曲面X方向的二次曲線系數，Ky是曲面Υ方向的二次曲線系數，At是4，6，8…2η階非旋轉對 稱系數。
[0031] (b巧Υ多項式曲面，
[0032]
[003引其中C為曲面曲率半徑，C功多項式系數。
[0034] (C)超環面是一個圓形或η階曲線形狀的回轉曲面，由一個圓或η階曲線繞一個與 該曲線共面的一個軸回轉所生成。
[0035]
[0036] 其中C為曲率半徑，k為二次曲面系數，A，B，C，D分別為4,6,8，10階非球面系數。
[0037] 本實用新型在使用時，圖像顯示器發出的光線經由禪合棱鏡的透射曲面透射進入 禪合棱鏡，然后被反射曲面反射后進入光波導片，在光波導片內全反射前進，光線照射到半 透半反膜2的入光面后依次發生一定的反射和透射，最后發生反射的光線透過玻璃基板底 部進入觀察者的瞳孔。
[0038] 作為一種優選方案，光波導鏡片還設有一呈板狀的光波導片，W光波導片作為光 傳輸部，禪合棱鏡位于光波導片一端，反射膜層朝向光波導片;半透半反膜位于光波導片另 一端，相鄰的兩個半透半反膜之間可W設有透光玻璃，最靠近光波導片的半透半反膜通過 透光玻璃連接光波導片。作為另一種優選方案，如圖1，光波導鏡片還設有一呈板狀的光波 導片1，W光波導片1作為光傳輸部，禪合棱鏡位于光波導片1 一端，反射膜層朝向光波導片 1;半透半反膜2嵌入光波導片1中，半透半反膜2位于光波導片1遠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，透過率越減。光波導片厚度為1.8mm~2.2mm，優選 2mm。光波導片厚度減少，減少眼鏡的重量，提高用戶的舒適感。
[0039] 半透半反膜2的切線與光波導片的下表面呈一夾角，夾角為20~30度，優選24.5 度。采用該角度，視場角較現有的增強現實眼鏡有很大的提高，視場角能達到36度，目視距 離為18mm左右。各半透半反膜2與光波導片所成的夾角優選相等。
[0040] W上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優點。本行 業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進，運些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型 要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1. 設有弧面半透半反膜的光波導鏡片，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鏡片，所述光波導鏡片設有一出光端、一光傳輸部、一入光端;其特 征在于，所述光波導鏡片設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； 所述光波導鏡片還設有一耦合棱鏡，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，所述反射曲面的內側壁上涂有反射膜層。2. 根據權利要求1所述的設有弧面半透半反膜的光波導鏡片，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的曲面方程滿足以下三個方程之一：Cx是曲面X-Z平面內X方向的曲率半徑，Cy是曲面在Y-Z平面內Y方向的曲率半徑，K x是曲 面X方向的二次曲線系數，Ky是曲面Y方向的二次曲線系數，Ai是4，6，8…2n階非旋轉對稱系 數； (b)其中C為曲面曲率半徑，Cj為多項式系數； (C)其中c為曲率半徑，k為二次曲面系數，A，B，C，D分別為4，6，8，10階非球面系數。3. 根據權利要求1所述的設有弧面半透半反膜的光波導鏡片，其特征在于，所述光波導 鏡片還設有一呈板狀的光波導片，以所述光波導片作為所述光傳輸部，所述耦合棱鏡位于 所述光波導片一端，所述反射膜層朝向所述光波導片;所述半透半反膜位于所述光波導片 另一端，相鄰的兩個所述半透半反膜之間設有透光玻璃，最靠近所述光波導片的半透半反 膜通過透光玻璃連接所述光波導片。4. 根據權利要求3所述的設有弧面半透半反膜的光波導鏡片，其特征在于，所述半透半 反膜的切線與所述光波導片的下表面呈一夾角，所述夾角為20~30度。5. 根據權利要求4所述的設有弧面半透半反膜的光波導鏡片，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，透過率越減。6. 根據權利要求1所述的設有弧面半透半反膜的光波導鏡片，其特征在于，所述光波導 鏡片還設有一呈板狀的光波導片，以所述光波導片作為所述光傳輸部，所述耦合棱鏡位于 所述光波導片一端，所述反射膜層朝向所述光波導片;所述半透半反膜嵌入所述所述光波 導片中，所述半透半反膜位于所述光波導片遠離所述耦合棱鏡的一端部。7. 根據權利要求6所述的設有弧面半透半反膜的光波導鏡片，其特征在于，所述半透半 反膜的切線與所述光波導片的下表面呈一夾角，所述夾角為20~30度。8. 根據權利要求7所述的設有弧面半透半反膜的光波導鏡片，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，透過率越減。
【文檔編號】G02B27/01GK205450446SQ201521065518
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月18日
【發明人】楊軍, 張婧京
【申請人】上海理鑫光學科技有限公司