虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统。该虚拟现实显示系统包括虚拟现实显示光学模组和图像显示装置。该虚拟现实显示光学模组包括电控液晶偏振元件、电控光学器件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、相位延迟片和反射元件。图像显示装置依次输出一待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线，被第一反射放大元件和第二反射放大元件反射会聚形成的第一待显示子图像和第二待显示子图像能在用户视觉上被拼接为待显示图像。该虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统具有大视场、高分辨率的特点，且相对于具有传统目视光学系统的虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统体积较小。

【技术实现步骤摘要】
虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统
本技术涉及虚拟现实
，具体而言，涉及一种虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统。
技术介绍
目前虚拟现实显示系统普遍采用微型图像显示器作为图像源，并配合传统目视光学系统实现虚拟显示。受限于现有的技术和工艺水平，微型图像显示器的分辨率很难提高。并且，传统目视光学系统的显示视场与目视光学系统的体积密切相关。增大显示视场，目视光学系统的体积会随之剧增。因此，目前主流的虚拟现实显示系统具有分辨率低，以及视场小或体积大的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种大视场高分辨率的紧凑型的虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统，以解决上述问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：本技术较佳实施例提供一种虚拟现实显示光学模组，包括电控液晶偏振元件、电控光学器件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、相位延迟片和反射元件；图像显示装置依次输出待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线，其中，第一束子图像光线和第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束，每幅待显示图像包括第一待显示子图像和第二待显示子图像，所述第一束子图像光线与第一待显示子图像对应，所述第二束子图像光线与第二待显示子图像对应；所述电控液晶偏振元件设置于所述图像显示装置的出射光路上，用于在施加控制电压后，将入射的第一束子图像光线或第二束子图像光线的偏振方向改为第二线性偏振方向，所述第二线性偏振方向和第一线性偏振方向正交；所述电控光学器件设置在所述电控液晶偏振元件和第一反射放大元件之间，用于在施加控制电压后，对入射的第一束子图像光线进行会聚或发散；所述第一反射放大元件和第二反射放大元件依次设置于所述电控光学器件的出射光路上，为具有反射会聚功能的偏振敏感型反射衍射元件，分别用于使第一束子图像光线在人眼形成所述第一待显示子图像和使第二束子图像光线在人眼形成所述第二待显示子图像；所述相位延迟片设置于第二反射放大元件和反射元件之间，用于将第二束子图像光线的偏振方向转换为椭圆偏振方向或圆偏振方向，以及将从所述反射元件反射会聚或反射发散回来的椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线的偏振方向转换为非第一线性偏振方向或非第二线性偏振方向；所述反射元件用于对椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线进行反射会聚或反射发散；在所述图像显示装置输出完待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线后，在人眼形成的所述第一待显示子图像和第二待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。可选地，所述电控光学器件用于在施加控制电压后，对入射的第一束子图像光线进行会聚，施加电压后的电控光学器件的焦面位于所述电控光学器件和第一反射放大元件之间；所述反射元件用于对椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线进行反射会聚，反射元件的反射焦面设置于反射元件近第二反射放大元件的一侧。可选地，所述电控光学器件用于在施加控制电压后，对入射的第一束子图像光线进行发散，施加电压后的电控光学器件的焦面位于电控光学器件靠近电控液晶偏振元件的一侧；所述反射元件用于对椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线进行反射发散，所述反射元件的反射焦面设置于所述反射元件远离相位延迟片的一侧。可选地，所述第一反射放大元件和第二反射放大元件被设置为对第一线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第二线性偏振方向的子图像光线进行透射。可选地，所述第一反射放大元件和第二反射放大元件被设置为对第二线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第一线性偏振方向的子图像光线进行透射。可选地，所述虚拟现实显示光学模组还包括设置在所述第一反射放大元件和第二反射放大元件之间的偏振转换元件，且所述第二反射放大元件和第一反射放大元件的偏振敏感型不同。可选地，所述虚拟现实显示光学模组还包括设置在所述第一反射放大元件和第二反射放大元件的反射衍射方向的吸收型偏振元件。可选地，所述虚拟现实显示光学模组还包括光束扩束系统。可选地，所述虚拟现实显示光学模组还包括光束缩束系统。本技术另一较佳实施例还提供一种虚拟现实显示系统，包括图像显示装置及上述的虚拟现实显示光学模组。本技术实施例提供的虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统通过对电控液晶偏振元件、电控光学器件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、相位延迟片和反射元件的巧妙集成与设计，依次通过第一反射放大元件在人眼形成第一待显示子图像和第二反射放大元件在人眼形成第二待显示子图像，利用视觉残留效应，使在人眼形成的第一待显示子图像和第二待显示子图像在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。因此，该虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统的视场角等于第一反射放大元件和第二反射放大元件的视场角之和。并且，第一待显示子图像和第二待显示子图像的分辨率可以相同且等于待显示图像的分辨率。故，该虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统具有大视场图像显示的同时具有高分辨率，且相对于具有传统目视光学系统的虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统体积较小。同时，该虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统基于反射成像原理的成像方法使得反射会聚后的图像无色差，且基于细光束的放大成像使得放大后的图像的中心和边缘具有一致清晰度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术实施例提供的一种虚拟现实显示系统的结构示意图。图2为图1所示的虚拟现实显示系统显示待显示图像的一种光路示意图。图3为图1所示的虚拟现实显示系统显示待显示图像的另一种光路示意图。图4为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。图5为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。图6为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。图7为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。图8为不具有光束扩束系统的虚拟现实显示系统的视场角的对比图。图9为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。图标:10-虚拟现实显示光学模组；1-虚拟现实显示系统；50-图像显示装置；11-电控液晶偏振元件；13-电控光学器件；15-第一反射放大元件；17-第二反射放大元件；19-相位延迟片；21-反射元件；23-偏振转换元件；25-吸收型偏振元件；27-光束扩束系统；29-光束缩束系统。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟现实显示光学模组，其特征在于，包括电控液晶偏振元件、电控光学器件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、相位延迟片和反射元件；图像显示装置依次输出待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线，其中，第一束子图像光线和第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束，每幅待显示图像包括第一待显示子图像和第二待显示子图像，所述第一束子图像光线与第一待显示子图像对应，所述第二束子图像光线与第二待显示子图像对应；所述电控液晶偏振元件设置于所述图像显示装置的出射光路上，用于在施加控制电压后，将入射的第一束子图像光线或第二束子图像光线的偏振方向改为第二线性偏振方向，所述第二线性偏振方向和第一线性偏振方向正交；所述电控光学器件设置在所述电控液晶偏振元件和第一反射放大元件之间，用于在施加控制电压后，对入射的第一束子图像光线进行会聚或发散；所述第一反射放大元件和第二反射放大元件依次设置于所述电控光学器件的出射光路上，为具有反射会聚功能的偏振敏感型反射衍射元件，分别用于使第一束子图像光线在人眼形成所述第一待显示子图像和使第二束子图像光线在人眼形成所述第二待显示子图像；所述相位延迟片为1/4玻片，设置于第二反射放大元件和反射元件之间，用于将第二束子图像光线的偏振方向转换为圆偏振方向，以及将从所述反射元件反射会聚或反射发散回来的圆偏振方向的第二束子图像光线的偏振方向转换为第二线性偏振方向或第一线性偏振方向；所述反射元件用于对圆偏振方向的第二束子图像光线进行反射会聚或反射发散；在所述图像显示装置输出完待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线后，在人眼形成的所述第一待显示子图像和第二待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。...

【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实显示光学模组，其特征在于，包括电控液晶偏振元件、电控光学器件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、相位延迟片和反射元件；图像显示装置依次输出待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线，其中，第一束子图像光线和第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束，每幅待显示图像包括第一待显示子图像和第二待显示子图像，所述第一束子图像光线与第一待显示子图像对应，所述第二束子图像光线与第二待显示子图像对应；所述电控液晶偏振元件设置于所述图像显示装置的出射光路上，用于在施加控制电压后，将入射的第一束子图像光线或第二束子图像光线的偏振方向改为第二线性偏振方向，所述第二线性偏振方向和第一线性偏振方向正交；所述电控光学器件设置在所述电控液晶偏振元件和第一反射放大元件之间，用于在施加控制电压后，对入射的第一束子图像光线进行会聚或发散；所述第一反射放大元件和第二反射放大元件依次设置于所述电控光学器件的出射光路上，为具有反射会聚功能的偏振敏感型反射衍射元件，分别用于使第一束子图像光线在人眼形成所述第一待显示子图像和使第二束子图像光线在人眼形成所述第二待显示子图像；所述相位延迟片为1/4玻片，设置于第二反射放大元件和反射元件之间，用于将第二束子图像光线的偏振方向转换为圆偏振方向，以及将从所述反射元件反射会聚或反射发散回来的圆偏振方向的第二束子图像光线的偏振方向转换为第二线性偏振方向或第一线性偏振方向；所述反射元件用于对圆偏振方向的第二束子图像光线进行反射会聚或反射发散；在所述图像显示装置输出完待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线后，在人眼形成的所述第一待显示子图像和第二待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。2.根据权利要求1所述的虚拟现实显示光学模组，其特征在于，所述电控光学器件用于在施加控制电压后，对入射的第一束子图像光线进行会聚，施加电压后的电控光学器件的焦面位于所述电控光学器件和第一反射放大元件之间；所述反射元件用于对圆偏振方向的第二束子图像光线进行反射会聚，反射元件的反射焦面设置于反射元件近第二反射放大元件的一侧；设置afa9与afa5一致，且L92与L53一致，其中L92为电控光学器件的焦面SF9到第一反射放大元件的距离，L53为反射元件的反射焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳创维新世界科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44