本發明涉及增強現實顯示的技術領域，尤其是涉及一種增強現實的顯示裝置及增強顯示設備。

背景技術：

隨著計算機軟硬件技術及光學設計制造技術的進步，增強現實(augmentedreality，簡稱為ar)技術發展十分迅猛。例如增強現實，它就是直接通過電腦將畫面投射或疊加到現實，這就意味著我們不需要沉浸式的虛擬視覺體驗，而是直接在現實生活的場景下，且不借助其他如操作手柄之類的互動設備就能與其投射的畫面進行有效的交互。

谷歌將ar與眼鏡結合在一起發明了谷歌眼鏡，谷歌眼鏡主要結構包括一個攝像頭和一個位于鏡框右側的寬條狀的電腦處理器裝置。鏡片上配備了一個微型顯示屏，它可以將數據投射到用戶右眼上方的小屏幕，通過攝像頭與顯示器，谷歌眼鏡可以滿足使用者多種不同的需求，如查看日程，拍照，與好友視頻等，從而可以使眼鏡更加的智能化。

視場角是衡量智能眼鏡成像性能的因素之一，現有的智能眼鏡中采用了鋸齒結構來增加視場角，但該結構只能使視場角最大達到24度，不能滿足智能眼鏡的發展需求。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種增強現實的顯示裝置及增強顯示設備，以緩解現有的智能眼鏡視場角不足的技術問題。

本發明提供的增強現實的顯示裝置，用于將虛擬圖像投影入人眼，包括依次連接的第一波導部、第二波導部、第三波導部和第四波導部；所述第一波導部固定在所述第二波導部的一端，所述第一波導部包括入光面，用于接收虛擬圖像；所述第四波導部朝向所述第三波導部的一面設置有鋸齒結構；所述第三波導部靠近第一波導部一端設置有反射面，所述反射面與所述入光面對應，用于接收從所述入光面進入的光，以使從所述反射面射出的反射光經過全反射后投射在鋸齒結構上，所述鋸齒結構用于將光線反射入人眼；

所述第二波導部與第三波導部之間設置有全反射結構，所述全反射結構包括朝向相背的第一全反射面和第二全反射面，所述第一全反射面與所述第三波導部和外界的分界面形成第一全反射通道；所述第二全反射面與所述第二波導部和外界的分界面形成第二全反射通道，以使被所述反射面反射的光線射入所述第一全反射通道和第二全反射通道后發生全反射。

進一步的，所述第二波導部朝向所述第三波導部的一面上設置有凹槽，所述凹槽形成空氣隔層，所述第三波導部與所述凹槽的分界面形成第一全反射面，所述凹槽的底面形成第二全反射面。

進一步的，所述凹槽的數量為多個，所述多個凹槽沿所述第二波導部的長度方向間隔設置。

進一步的，所述第二波導部包括依次連接的多層片狀結構，所述片狀結構朝向所述第三波導部的一面上均設置有凹槽，沿所述第二波導部的厚度方向形成多個空氣隔層。

進一步的，所述全反射結構包括雙面反射膜，所述雙面反射膜夾持于所述第二波導部與第一波導部之間，所述雙面反射膜的一面形成第一全反射面，另一面形成第二全反射面。

進一步的，所述第一波導部、第二波導部、第三波導部和第四波導部的材質為塑料。

進一步的，所述鋸齒結構上的鋸齒朝向所述入光側的一面上設置有半透射半反射膜。

進一步的，所述鋸齒結構上的鋸齒數量為12個。

本發明提供的增強顯示設備，包括上述的增強現實的顯示裝置。

進一步的，所述增強顯示設備包括顯示芯片和準直鏡頭，所述準直鏡頭設置于所述顯示芯片與增強現實的顯示裝置的入光面之間，用于將所述顯示芯片上同一點發出的具有一定錐角的光線準直。

本發明提供的增強現實的顯示裝置，用于將虛擬圖像投影入人眼，包括依次連接的第一波導部、第二波導部、第三波導部和第四波導部，所述第一波導部固定在所述第二波導部的一端，所述第一波導部包括入光面，用于接收虛擬圖像；所述第四波導部朝向所述第三波導部的一面設置有鋸齒結構，所述第三波導部靠近第一波導部一端設置有反射面，所述反射面與所述入光面對應，從入光面進入的光線可以被反射面反射，反射面射出的反射光在第二波導部與第三波導部中發生全反射后投射在鋸齒結構上，所述鋸齒結構用于將光線反射入人眼。所述第二波導部與第三波導部之間設置有全反射結構，所述全反射結構包括朝向相背的第一全反射面和第二全反射面，所述第一全反射面與所述第三波導部和外界的分界面可以形成第一全反射通道，從反射面射出的光部分進入到第一全反射通道，從而發生全反射，向鋸齒結構所在方向傳導；所述第二全反射面與所述第二波導部和外界的分界面形成第二全反射通道，從反射面射出的光線部分進入到第二全反射通道，從而發生全反射，向鋸齒結構所在方向傳導，顯示芯片上同一點發出的光經過第一全反射通道和第二全反射通道后會被展寬，這些被展寬的光束全面的覆蓋在鋸齒結構上，這樣鋸齒結構就能實現對投影鏡頭出瞳距離進行延長，提高了視場角，在更遠的地方接收到全部視場的光線。

本發明提供的增強顯示設備，包括上述的增強現實的顯示裝置。所述增強現實的顯示裝置，用于將虛擬圖像投影入人眼，包括依次連接的第一波導部、第二波導部、第三波導部和第四波導部，所述第一波導部固定在所述第二波導部的一端，所述第一波導部包括入光面，用于接收虛擬圖像；所述第四波導部朝向所述第三波導部的一面設置有鋸齒結構，所述第三波導部靠近第一波導部一端設置有反射面，所述反射面與所述入光面對應，從入光面進入的光線可以被反射面反射，反射面射出的反射光在第二波導部與第三波導部中發生全反射后投射在鋸齒結構上，所述鋸齒結構用于將光線反射入人眼。所述第二波導部與第三波導部之間設置有全反射結構，所述全反射結構包括朝向相背的第一全反射面和第二全反射面，所述第一全反射面與所述第三波導部和外界的分界面可以形成第一全反射通道，從反射面射出的光部分進入到第一全反射通道，從而發生全反射，向鋸齒結構所在方向傳導；所述第二全反射面與所述第二波導部和外界的分界面形成第二全反射通道，從反射面射出的光線部分進入到第二全反射通道，從而發生全反射，向鋸齒結構所在方向傳導，顯示芯片上同一點發出的光經過第一全反射通道和第二全反射通道后會被展寬，這些被展寬的光束全面的覆蓋在鋸齒結構上，這樣鋸齒結構就能實現對投影鏡頭出瞳距離進行延長，提高了視場角，在更遠的地方接收到全部視場的光線。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例1提供的增強現實的顯示裝置的示意圖；

圖2為圖1中a位置的局部放大圖；

圖3為本發明實施例1提供的增強現實的顯示裝置的一種光路圖；

圖4為本發明實施例1提供的增強現實的顯示裝置的另一種光路圖；

圖5為本發明實施例2提供的增強現實的顯示裝置的示意圖；

圖6為本發明實施例3提供的增強現實的顯示裝置的示意圖。

圖標：100-第一波導部；110-入光面；200-第二波導部；300-第三波導部；310-反射面；400-鋸齒結構；500-空氣隔層；510-第一全反射面；520-第二全反射面；600-顯示芯片；700-準直鏡頭；800-人眼。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，如出現術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等，其指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，如出現術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

本發明提供了一種增強現實的顯示裝置，下面給出多個實施例對本發明提供的增強現實的顯示裝置的結構進行詳細描述。

實施例1

本發明提供的增強現實的顯示裝置，用于將虛擬圖像投影入人眼800，包括依次連接的第一波導部100、第二波導部200、第三波導部300和第四波導部，所述第一波導部100固定在所述第二波導部200的一端，所述第一波導部100包括入光面110，用于接收虛擬圖像；所述第四波導部朝向所述第三波導部300的一面設置有鋸齒結構400，所述第三波導部300靠近第一波導部100一端設置有反射面310，所述反射面310與所述入光面110對應，從入光面110進入的光線可以被反射面310反射，反射面310射出的反射光在第二波導部200與第三波導部300中發生全反射后投射在鋸齒結構400上，所述鋸齒結構400用于將光線反射入人眼800。所述第二波導部200與第三波導部300之間設置有全反射結構，所述全反射結構包括朝向相背的第一全反射面510和第二全反射面520，所述第一全反射面510與所述第三波導部300和外界的分界面可以形成第一全反射通道，從反射面310射出的光部分進入到第一全反射通道，從而發生全反射，向鋸齒結構400所在方向傳導；所述第二全反射面520與所述第二波導部200和外界的分界面形成第二全反射通道，從反射面310射出的光線部分進入到第二全反射通道，從而發生全反射，向鋸齒結構400所在方向傳導，顯示芯片600上同一點發出的光經過第一全反射通道和第二全反射通道后會被展寬，這些被展寬的光束全面的覆蓋在鋸齒結構400上，這樣鋸齒結構400就能實現對投影鏡頭出瞳距離進行延長，提高了視場角，在更遠的地方接收到全部視場的光線。

第一波導部100、第二波導部200、第三波導部300和第四波導部的折射率相同，且三者可以采用膠粘的方式連接，且膠水的折射率與第一波導部100、第二波導部200、第三波導部300和的折射率相似。

具體的，如圖1-2所述，所述第二波導部200朝向所述第三波導部300的一面上設置有凹槽，所述凹槽的橫截面可以為矩形，第二波導部200與第三波導部300所述凹槽形成空氣隔層500，因為空氣的折射率小于波導的折射率，光從光密介質向光疏介質傳播時，入射角足夠大時，可以發生全反射，從而所述第三波導部300與所述凹槽的分界面形成第一全反射面510，所述凹槽的底面形成第二全反射面520。如圖3所示，以顯示芯片600同一點發出一束光為例，發出的光先經過準直鏡頭700形成了平行光束，該光束在經過反射面310反射后，部分進入到第一全反射通道，部分進入到第二全反射通道內，可以看出光束被展寬了，可以覆蓋在全部鋸齒結構400上。

如圖4所示，因為顯示芯片600上不同位置的發光點發出的光束都被展寬了，所以不同光束的重疊部分就增加了，不同視場的光線同時涵蓋的區域更大了，這樣人眼800可以左右挪動的范圍就大了，所以使用的時候人眼800就不容易疲勞，圖4中分別為邊界視場和中心視場光線，經過本發明提供的增強現實的顯示裝置后，它們共同的部分大了，這樣人眼800可以左右挪動的范圍就大了。

因為第一全反射通道和第二全反射通道改變了光的傳播路徑，可以達到改善雜散光的效果。

優選的，所述第一波導部100、第二波導部200、第三波導部300和第四波導的材質可以為塑料，現有技術中為了增加視場角，要么采用玻璃材料制作，這樣會提高眼鏡的重量；要么使用塑料材料制作，但是成像部分需做的很厚，厚度要大于10mm，這樣無疑會使眼鏡佩戴非常的不舒服，也不美觀，本發明因為具備展寬的全反射結構，所以可以采用質量更輕的塑料，減輕了產品的質量，使佩戴者更加的舒服。

優選的，所述鋸齒結構400上的鋸齒朝向所述入光側的一面上可以設置有半透射半反射膜，外界的環境光可以通過鋸齒結構400進入到人眼800，從而形成虛擬圖像與現實圖像的疊加。

優選的，所述鋸齒結構400上的鋸齒數量為12個，相比于現有技術，因為全反射結構的存在，光束被展寬后，需要更多的鋸齒來配合投影。

實施例2

如圖5所示，與實施例1不同之處在于，實施例1的凹槽的個數為一個，而本實施例的凹槽的數量為多個，且所述多個凹槽沿所述第二波導部200的長度方向間隔設置。

實施例3

如圖6所示，與實施例1和2不同之處在于，所述第二波導部200可以包括依次連接的多層片狀結構，所述片狀結構朝向所述第三波導部300的一面上均設置有凹槽，從而可以在沿所述第二波導部200的厚度方向形成多個空氣隔層500。

實施例4

與實施例1-3不同之處在于，所述全反射結構可以包括雙面反射膜，所述雙面反射膜夾持于所述第二波導部200與第一波導部100之間，所述雙面反射膜的一面形成第一全反射面510，另一面形成第二全反射面520。

綜上所述，本發明提供的增強現實的顯示裝置，用于將虛擬圖像投影入人眼800，包括依次連接的第一波導部100、第二波導部200、第三波導部300和第四波導部，所述第一波導部100固定在所述第二波導部200的一端，所述第一波導部100包括入光面110，用于接收虛擬圖像；所述第四波導部朝向所述第三波導部300的一面設置有鋸齒結構400，所述第三波導部300靠近第一波導部100一端設置有反射面310，所述反射面310與所述入光面110對應，從入光面110進入的光線可以被反射面310反射，反射面310射出的反射光在第二波導部200與第三波導部300中發生全反射后投射在鋸齒結構400上，所述鋸齒結構400用于將光線反射入人眼800。所述第二波導部200與第三波導部300之間設置有全反射結構，所述全反射結構包括朝向相背的第一全反射面510和第二全反射面520，所述第一全反射面510與所述第三波導部300和外界的分界面可以形成第一全反射通道，從反射面310射出的光部分進入到第一全反射通道，從而發生全反射，向鋸齒結構400所在方向傳導；所述第二全反射面520與所述第二波導部200和外界的分界面形成第二全反射通道，從反射面310射出的光線部分進入到第二全反射通道，從而發生全反射，向鋸齒結構400所在方向傳導，顯示芯片600上同一點發出的光經過第一全反射通道和第二全反射通道后會被展寬，這些被展寬的光束全面的覆蓋在鋸齒結構400上，這樣鋸齒結構400就能實現對投影鏡頭出瞳距離進行延長，提高了視場角，在更遠的地方接收到全部視場的光線。

本發明提供的增強顯示設備，包括上述的增強現實的顯示裝置。所述增強現實的顯示裝置，用于將虛擬圖像投影入人眼800，包括依次連接的第一波導部100、第二波導部200、第三波導部300和第四波導部，所述第一波導部100固定在所述第二波導部200的一端，所述第一波導部100包括入光面110，用于接收虛擬圖像；所述第四波導部朝向所述第三波導部300的一面設置有鋸齒結構400，所述第三波導部300靠近第一波導部100一端設置有反射面310，所述反射面310與所述入光面110對應，從入光面110進入的光線可以被反射面310反射，反射面310射出的反射光在第二波導部200與第三波導部300中發生全反射后投射在鋸齒結構400上，所述鋸齒結構400用于將光線反射入人眼800。所述第二波導部200與第三波導部300之間設置有全反射結構，所述全反射結構包括朝向相背的第一全反射面510和第二全反射面520，所述第一全反射面510與所述第三波導部300和外界的分界面可以形成第一全反射通道，從反射面310射出的光部分進入到第一全反射通道，從而發生全反射，向鋸齒結構400所在方向傳導；所述第二全反射面520與所述第二波導部200和外界的分界面形成第二全反射通道，從反射面310射出的光線部分進入到第二全反射通道，從而發生全反射，向鋸齒結構400所在方向傳導，顯示芯片600上同一點發出的光經過第一全反射通道和第二全反射通道后會被展寬，這些被展寬的光束全面的覆蓋在鋸齒結構400上，這樣鋸齒結構400就能實現對投影鏡頭出瞳距離進行延長，提高了視場角，在更遠的地方接收到全部視場的光線。

進一步的，所述增強顯示設備包括顯示芯片600和準直鏡頭700，所述準直鏡頭700設置于所述顯示芯片600與增強現實的顯示裝置的入光面110之間，用于將所述顯示芯片600上同一點發出的具有一定錐角的光線準直。

增強顯示設備可以為智能眼鏡，頭盔式ar裝置等。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。