棱鏡反射式可視化光學(xué)模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能穿戴設(shè)備，提供一種大視場(chǎng)的用于智能穿戴設(shè)備的可視化模組。
【背景技術(shù)】
[0002]在智能穿戴設(shè)備中，比如智能眼鏡，需要將顯示屏的信息傳導(dǎo)到人的眼前，從而解放用戶的雙手。目前，主流的谷歌眼鏡使用單次反射的半透半反棱鏡，并結(jié)合凹面鏡成像技術(shù)，將顯示屏的信息傳遞到人眼前。該模塊的厚度較大，成像視場(chǎng)較小。
[0003]CN 104407438 A公開(kāi)了一種智能眼鏡，所述智能眼鏡包括用于安裝顯示屏和變焦透鏡的鏡框、用于顯示圖像的顯示屏和將光線折射到人眼的瞳孔，并成像在人眼視網(wǎng)膜上并焦距可調(diào)的變焦透鏡。當(dāng)顯示屏不顯示圖像時(shí)，可向上、側(cè)向旋轉(zhuǎn)打開(kāi)，使顯示屏不會(huì)擋住或減弱光線，變焦透鏡可做平視、近視、遠(yuǎn)視眼鏡適應(yīng)不同的人群。
[0004]此技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高，而本申請(qǐng)將一種大視場(chǎng)的棱鏡反射式可視化模組，將其作為穿戴設(shè)備的可視化光學(xué)模組，可提高用戶的閱讀智能設(shè)備的顯示屏的體驗(yàn)性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]1、本實(shí)用新型的目的。
[0006]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大視場(chǎng)的棱鏡反射式可視化模組。
[0007]2、本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案。
[0008]棱鏡反射式可視化光學(xué)模組，包括一個(gè)導(dǎo)像棱鏡、膠合棱鏡以及棱鏡表面的鍍膜；導(dǎo)像棱鏡為梯形棱鏡，其折射率為η，1!為1.0-3.0之間的實(shí)數(shù)，導(dǎo)像棱鏡有左右兩個(gè)光學(xué)玻璃斜面，兩個(gè)平行相對(duì)的光學(xué)玻璃平面，其中任一個(gè)斜面可作為該導(dǎo)像棱鏡的入瞳斜面，另一個(gè)斜面可作為該導(dǎo)像棱鏡的出瞳斜面;所述的膠合棱鏡為三角棱鏡;其直角面為平整的光學(xué)平面，其三角斜面與導(dǎo)像棱鏡的出瞳斜面膠合。
[0009]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，斜面為全反射入瞳面，配鍍可見(jiàn)光全反射膜。
[0010]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，導(dǎo)向棱鏡的入瞳斜面的傾角為Zl，出瞳斜面的傾角為Z 2，當(dāng)s in( Z 2 )>I/n時(shí)，出瞳斜面為全反射出瞳面，配鍍可見(jiàn)光全反射膜。
[0011]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，導(dǎo)向棱鏡的入瞳斜面的傾角為Zl，出瞳斜面的傾角為Z2，當(dāng)sin(Z2) < I/η時(shí)，出瞳斜面為半透半反出瞳面。
[0012]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，所述出瞳斜面為全反射出瞳面，導(dǎo)像棱鏡與膠合棱鏡之間膠合介質(zhì)為空氣。
[0013]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，出瞳斜面為半透半反出瞳面，導(dǎo)像棱鏡與膠合棱鏡之間膠合介質(zhì)采用半透半反式的鍍膜。
[0014]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，所述的半透半反式的鍍膜，反射部分能量占總能量比重記為R，部分能量透射，透射部分能量占總能量比重記為T(mén)，R與T均為大于O小于I的實(shí)數(shù)，并且R+T < I。
[0015]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，導(dǎo)像棱鏡的底邊寬度d決定顯像圖像的高度;導(dǎo)像棱鏡的高為1:，1:/8；[11(21)決定顯像圖像的寬度。
[0016]3、本實(shí)用新型的有益效果。
[0017](I)本實(shí)用新型用于可穿戴式設(shè)備中，用于放置在人的眼前，便于人們觀察智能設(shè)備的屏幕，從而解放雙手。當(dāng)人們使用可視化光學(xué)模組時(shí)，人們看到的圖像的高度由導(dǎo)像棱鏡的寬度d決定，圖像的寬度由t/sin( Z I)決定。由于導(dǎo)像棱鏡的寬度方向垂直于人的視線，因此，較大的d值，不會(huì)影響佩戴的便捷性。
[0018](2)導(dǎo)像棱鏡的厚度方向平行于人的視線，當(dāng)t的數(shù)值較大時(shí)，人眼前的導(dǎo)像棱鏡凸顯在眼睛前方，影響了佩戴的便捷性。
[0019](3)本實(shí)用新型的可視化光學(xué)模組的圖像寬度由t/sin( Zl)，當(dāng)t較小的時(shí)候，模組較薄，便于佩戴；同時(shí)可以通過(guò)減小Z I的角度，使得觀察圖像的寬度為t的l/sin( Z I)倍，l/sin(Zl)>l。從而起到了提高視場(chǎng)的效果。
[0020](4)本實(shí)用新型的膠合棱鏡起到保護(hù)作用，還可以與導(dǎo)像棱鏡組合成一個(gè)整體，其外形為光學(xué)平板，從而可以避免出瞳斜面的光楔效應(yīng)，提高人們觀察場(chǎng)景實(shí)物的便利性。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為導(dǎo)像棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為導(dǎo)像棱鏡的如視圖；
[0023]圖3為導(dǎo)像棱鏡的俯視圖；
[0024]圖4為膠合棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為膠合棱鏡的前視圖；
[0026]圖6為膠合棱鏡的俯視圖；
[0027]圖7為棱鏡反射式可視化光學(xué)模組實(shí)施例2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖8為棱鏡反射式可視化光學(xué)模組實(shí)施例3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0029]其中，1-為導(dǎo)像棱鏡，101-為導(dǎo)向棱鏡頂面，102-為導(dǎo)像棱鏡左斜面，103-為導(dǎo)像棱鏡右斜面，104-為導(dǎo)像棱鏡左入瞳或出瞳處，105-為導(dǎo)像棱鏡右入瞳或出瞳處，106-為導(dǎo)像棱鏡底面;2-為膠合棱鏡，201-為膠合棱鏡直角面，202-為膠合棱鏡三角斜面；
【具體實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例1
[0031 ] 一種棱鏡反射式可視化模組設(shè)備，包括一個(gè)導(dǎo)像棱鏡以及一個(gè)膠合棱鏡以及棱鏡表面的鍍膜;所述的導(dǎo)像棱鏡;主體是一個(gè)梯形棱鏡。其厚度記為t，寬度記為d。其折射率為n(n表示玻璃的折射率，是一個(gè)介于1.0-3.0之間的實(shí)數(shù))，導(dǎo)像棱鏡有左右兩個(gè)光學(xué)玻璃斜面，兩個(gè)平行相對(duì)的光學(xué)玻璃平面。其中任一個(gè)斜面可作為該導(dǎo)像棱鏡的入瞳斜面，另一個(gè)斜面可作為該導(dǎo)像棱鏡的出瞳斜面。入瞳斜面的傾角為Z I，出瞳斜面的傾角為Z 2。兩個(gè)平行相對(duì)的光學(xué)玻璃平面中，較長(zhǎng)的一面被記為底面，另外一面被記為頂面。顯示屏的圖像從底面的左端(或右端)進(jìn)入導(dǎo)像棱鏡，記為入瞳，從底面的右端(或左端)進(jìn)入導(dǎo)像棱鏡，記為出瞳。與入瞳面相互接觸的介質(zhì)的折射率記為nl，與出瞳面相互接觸的介質(zhì)的折射率記為n2，底面的其余部分接觸的介質(zhì)的折射率記為nO。與入瞳斜面接觸的介質(zhì)的折射率記為n3，與出瞳斜面接觸的介質(zhì)的折射率記為n4。當(dāng)sin(Z 1)>1/η時(shí)，入瞳斜面記為全反射入瞳面。入瞳斜面可選配鍍可見(jiàn)光全反射膜。當(dāng)sin(Z2)>l/n時(shí)，出瞳斜面記為全反射出瞳面;反之，出瞳斜面記為半透半反出瞳面。
[0032]所述的膠合棱鏡的主體是一個(gè)三角棱鏡，其厚度記為t，寬度記為d。其