棱镜反射式可视化光学模组的制作方法

日期:2019-03-02 15:11:43

棱镜反射式可视化光学模组的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能穿戴设备,提供一种大视场的用于智能穿戴设备的可视化模组。
【背景技术】
[0002]在智能穿戴设备中,比如智能眼镜,需要将显示屏的信息传导到人的眼前,从而解放用户的双手。目前,主流的谷歌眼镜使用单次反射的半透半反棱镜,并结合凹面镜成像技术,将显示屏的信息传递到人眼前。该模块的厚度较大,成像视场较小。
[0003]CN 104407438 A公开了一种智能眼镜,所述智能眼镜包括用于安装显示屏和变焦透镜的镜框、用于显示图像的显示屏和将光线折射到人眼的瞳孔,并成像在人眼视网膜上并焦距可调的变焦透镜。当显示屏不显示图像时,可向上、侧向旋转打开,使显示屏不会挡住或减弱光线,变焦透镜可做平视、近视、远视眼镜适应不同的人群。
[0004]此技术结构复杂成本高,而本申请将一种大视场的棱镜反射式可视化模组,将其作为穿戴设备的可视化光学模组,可提高用户的阅读智能设备的显示屏的体验性。
【实用新型内容】
[0005]1、本实用新型的目的。
[0006]本实用新型的目的是针对现有技术的不足,提供一种大视场的棱镜反射式可视化模组。
[0007]2、本实用新型所采用的技术方案。
[0008]棱镜反射式可视化光学模组,包括一个导像棱镜、胶合棱镜以及棱镜表面的镀膜;导像棱镜为梯形棱镜,其折射率为η,1!为1.0-3.0之间的实数,导像棱镜有左右两个光学玻璃斜面,两个平行相对的光学玻璃平面,其中任一个斜面可作为该导像棱镜的入瞳斜面,另一个斜面可作为该导像棱镜的出瞳斜面;所述的胶合棱镜为三角棱镜;其直角面为平整的光学平面,其三角斜面与导像棱镜的出瞳斜面胶合。
[0009]更进一步的具体实施例中,斜面为全反射入瞳面,配镀可见光全反射膜。
[0010]更进一步的具体实施例中,导向棱镜的入瞳斜面的倾角为Zl,出瞳斜面的倾角为Z 2,当s in( Z 2 )>I/n时,出瞳斜面为全反射出瞳面,配镀可见光全反射膜。
[0011]更进一步的具体实施例中,导向棱镜的入瞳斜面的倾角为Zl,出瞳斜面的倾角为Z2,当sin(Z2) < I/η时,出瞳斜面为半透半反出瞳面。
[0012]更进一步的具体实施例中,所述出瞳斜面为全反射出瞳面,导像棱镜与胶合棱镜之间胶合介质为空气。
[0013]更进一步的具体实施例中,出瞳斜面为半透半反出瞳面,导像棱镜与胶合棱镜之间胶合介质采用半透半反式的镀膜。
[0014]更进一步的具体实施例中,所述的半透半反式的镀膜,反射部分能量占总能量比重记为R,部分能量透射,透射部分能量占总能量比重记为T,R与T均为大于O小于I的实数,并且R+T < I。
[0015]更进一步的具体实施例中,导像棱镜的底边宽度d决定显像图像的高度;导像棱镜的高为1:,1:/8;[11(21)决定显像图像的宽度。
[0016]3、本实用新型的有益效果。
[0017](I)本实用新型用于可穿戴式设备中,用于放置在人的眼前,便于人们观察智能设备的屏幕,从而解放双手。当人们使用可视化光学模组时,人们看到的图像的高度由导像棱镜的宽度d决定,图像的宽度由t/sin( Z I)决定。由于导像棱镜的宽度方向垂直于人的视线,因此,较大的d值,不会影响佩戴的便捷性。
[0018](2)导像棱镜的厚度方向平行于人的视线,当t的数值较大时,人眼前的导像棱镜凸显在眼睛前方,影响了佩戴的便捷性。
[0019](3)本实用新型的可视化光学模组的图像宽度由t/sin( Zl),当t较小的时候,模组较薄,便于佩戴;同时可以通过减小Z I的角度,使得观察图像的宽度为t的l/sin( Z I)倍,l/sin(Zl)>l。从而起到了提高视场的效果。
[0020](4)本实用新型的胶合棱镜起到保护作用,还可以与导像棱镜组合成一个整体,其外形为光学平板,从而可以避免出瞳斜面的光楔效应,提高人们观察场景实物的便利性。
【附图说明】
[0021 ]图1为导像棱镜的结构示意图;
[0022]图2为导像棱镜的如视图;
[0023]图3为导像棱镜的俯视图;
[0024]图4为胶合棱镜的结构示意图;
[0025]图5为胶合棱镜的前视图;
[0026]图6为胶合棱镜的俯视图;
[0027]图7为棱镜反射式可视化光学模组实施例2系统结构图;
[0028]图8为棱镜反射式可视化光学模组实施例3系统结构图;
[0029]其中,1-为导像棱镜,101-为导向棱镜顶面,102-为导像棱镜左斜面,103-为导像棱镜右斜面,104-为导像棱镜左入瞳或出瞳处,105-为导像棱镜右入瞳或出瞳处,106-为导像棱镜底面;2-为胶合棱镜,201-为胶合棱镜直角面,202-为胶合棱镜三角斜面;
【具体实施方式】
[0030]实施例1
[0031 ] 一种棱镜反射式可视化模组设备,包括一个导像棱镜以及一个胶合棱镜以及棱镜表面的镀膜;所述的导像棱镜;主体是一个梯形棱镜。其厚度记为t,宽度记为d。其折射率为n(n表示玻璃的折射率,是一个介于1.0-3.0之间的实数),导像棱镜有左右两个光学玻璃斜面,两个平行相对的光学玻璃平面。其中任一个斜面可作为该导像棱镜的入瞳斜面,另一个斜面可作为该导像棱镜的出瞳斜面。入瞳斜面的倾角为Z I,出瞳斜面的倾角为Z 2。两个平行相对的光学玻璃平面中,较长的一面被记为底面,另外一面被记为顶面。显示屏的图像从底面的左端(或右端)进入导像棱镜,记为入瞳,从底面的右端(或左端)进入导像棱镜,记为出瞳。与入瞳面相互接触的介质的折射率记为nl,与出瞳面相互接触的介质的折射率记为n2,底面的其余部分接触的介质的折射率记为nO。与入瞳斜面接触的介质的折射率记为n3,与出瞳斜面接触的介质的折射率记为n4。当sin(Z 1)>1/η时,入瞳斜面记为全反射入瞳面。入瞳斜面可选配镀可见光全反射膜。当sin(Z2)>l/n时,出瞳斜面记为全反射出瞳面;反之,出瞳斜面记为半透半反出瞳面。
[0032]所述的胶合棱镜的主体是一个三角棱镜,其厚度记为t,宽度记为d。其

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