近眼显示系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种近眼显示系统。该近眼显示系统包括光源模组、偏振分光元件、第一图像显示器、第一相位延迟片、第二图像显示器、电控光学器件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、第二相位延迟片和反射元件。第一图像显示器和第二图像显示器分别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，并分别被第一反射放大元件和第二反射放大元件反射会聚在人眼分别形成第一待显示子图像和第二待显示子图像，在人眼分别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。该近眼显示系统具有大视场、高分辨率的特点，及相对于具有传统显示光学模组的近眼显示系统体积较小。

【技术实现步骤摘要】
近眼显示系统
本技术涉及增强现实
，具体而言，涉及一种近眼显示系统。
技术介绍
增强现实(AR，AugmentedReality)是利用虚拟物体或信息对真实场景进行现实增强的技术，广泛应用于科研、军事、工业、游戏、视频、教育等各领域。目前主流的应用于增强现实的近眼显示系统，普遍采用微型图像显示器作为图像源，并配合传统显示光学模组(半反半透平面镜与传统目视光学系统)实现增强显示。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，传统显示光学模组的显示视场与显示光学模组的体积密切相关。增大显示视场，传统显示光学模组的体积会随之剧增。因此，目前主流的应用于增强现实的近眼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近眼显示系统，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近眼显示系统，包括光源模组、偏振分光元件、第一图像显示器、第一相位延迟片、第二图像显示器、电控光学器件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、第二相位延迟片和反射元件；所述光源模组用于输出照明光束；所述偏振分光元件设置于所述光源模组的出射光路上，用于对所述光源模组输出的照明光束中第一线性偏振方向的光束进行透射及对第二线性偏振方向的光束进行反射，所述第一线性偏振方向和第二线性偏振方向正交；所述第一相位延迟片设置于所述偏振分光元件的第一出射光路上，用于将透射所述偏振分光元件的第一线性偏振方向的光束的偏振方向转换为第二线性偏振方向并向所述第一图像显示器传输；所述第一图像显示器设置于所述第一相位延迟片的出射光路上，用于根据第一待显示子图像的灰度对所述第一相位延迟片转换后的第二线性偏振方向的光束进行能量调制，得到第一线性偏振方向的第一束子图像光线并向所述第一相位延迟片传输，其中，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；所述第一相位延迟片，还用于将所述第一图像显示器输出的第一线性偏振方向的第一束子图像光线的偏振方向转换为第二线性偏振方向并向所述偏振分光元件传输；所述第二图像显示器设置于所述偏振分光元件的第二出射光路上，用于根据所述第二待显示子图像的灰度对经所述偏振分光元件反射后的第二线性偏振方向的光束进行能量调制，得到第一线性偏振方向的第二束子图像光线并向所述偏振分光元件传输，其中，所述第二束子图像光线与第二待显示子图像对应；所述偏振分光元件，还用于将所述第一相位延迟片输出的第二线性偏振方向的第一束子图像光线反射至所述第一反射放大元件，及对所述第二图像显示器输出的第一线性偏振方向的第二束子图像光线进行透射至所述第一反射放大元件；所述电控光学器件设置在所述偏振分光元件的第三出射光路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，为偏振敏感型反射会聚元件，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，或者分别用于使第二束子图像光线在人眼形成所述第二待显示子图像和使第一束子图像光线在人眼形成所述第一待显示子图像；所述第二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或第一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，以及将从反射元件反射回来的椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线或第一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；所述第一图像显示器和第二图像显示器分别输出完所述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；真实世界环境光线穿过所述近眼显示系统进入人眼形成环境图像。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，所述近眼显示系统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，所述近眼显示系统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会聚方向的吸收型偏振元件。可选地，所述近眼显示系统还包括设置在所述偏振分光元件和第一反射放大元件之间的光束扩束系统。可选地，所述近眼显示系统还包括设置在所述偏振分光元件和第一反射放大元件之间的光束缩束系统。可选地，所述光源模组包括照明光源和光束整形合束器。本技术实施例提供的近眼显示系统通过对光源模组、偏振分光元件、第一图像显示器、第一相位延迟片、第二图像显示器、电控光学器件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、第二相位延迟片和反射元件的巧妙集成与设计，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，该近眼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，该近眼显示系统具有大视场图像显示的同时具有高分辨率，且相对于具有传统显示光学模组的近眼显示系统体积更小。并且，该近眼显示系统采用第一图像显示器和第二图像显示器两个图像显示器进行显示，相较于采用一个图像显示器，降低了对图像显示器的要求，降低刷新率。同时，该近眼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近眼显示系统的结构示意图。图2为图1所示的近眼显示系统显示待显示图像的一种光路示意图。图3为图1所示的近眼显示系统显示待显示图像的另一种光路示意图。图4为另一实施方式中近眼显示系统的结构示意图。图5为另一实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近眼显示系统，其特征在于，包括光源模组、偏振分光元件、第一图像显示器、第一相位延迟片、第二图像显示器、电控光学器件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、第二相位延迟片和反射元件；所述光源模组用于输出照明光束；所述偏振分光元件设置于所述光源模组的出射光路上，用于对所述光源模组输出的照明光束中第一线性偏振方向的光束进行透射及对第二线性偏振方向的光束进行反射，所述第一线性偏振方向和第二线性偏振方向正交；所述第一相位延迟片设置于所述偏振分光元件的第一出射光路上，用于将透射所述偏振分光元件的第一线性偏振方向的光束的偏振方向转换为第二线性偏振方向并向所述第一图像显示器传输；所述第一图像显示器设置于所述第一相位延迟片的出射光路上，用于根据第一待显示子图像的灰度对所述第一相位延迟片转换后的第二线性偏振方向的光束进行能量调制，得到第一线性偏振方向的第一束子图像光线并向所述第一相位延迟片传输，其中，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；所述第一相位延迟片，还用于将所述第一图像显示器输出的第一线性偏振方向的第一束子图像光线的偏振方向转换为第二线性偏振方向并向所述偏振分光元件传输；所述第二图像显示器设置于所述偏振分光元件的第二出射光路上，用于根据所述第二待显示子图像的灰度对经所述偏振分光元件反射后的第二线性偏振方向的光束进行能量调制，得到第一线性偏振方向的第二束子图像光线并向所述偏振分光元件传输，其中，所述第二束子图像光线与第二待显示子图像对应；所述偏振分光元件，还用于将所述第一相位延迟片输出的第二线性偏振方向的第一束子图像光线反射至所述第一反射放大元件，及对所述第二图像显示器输出的第一线性偏振方向的第二束子图像光线进行透射至所述第一反射放大元件；所述电控光学器件设置在所述偏振分光元件的第三出射光路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，为偏振敏感型反射会聚元件，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，或者分别用于使第二束子图像光线在人眼形成所述第二待显示子图像和使第一束子图像光线在人眼形成所述第一待显示子图像；所述第二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或第一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，以及将从反射元件反射回来的椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线或第一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；所述第一图像显示器和第二图像显示器分别输出完所述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；真实世界环境光线穿过所述近眼显示系统进入人眼形成环境图像。...

【技术特征摘要】
1.一种近眼显示系统，其特征在于，包括光源模组、偏振分光元件、第一图像显示器、第一相位延迟片、第二图像显示器、电控光学器件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、第二相位延迟片和反射元件；所述光源模组用于输出照明光束；所述偏振分光元件设置于所述光源模组的出射光路上，用于对所述光源模组输出的照明光束中第一线性偏振方向的光束进行透射及对第二线性偏振方向的光束进行反射，所述第一线性偏振方向和第二线性偏振方向正交；所述第一相位延迟片设置于所述偏振分光元件的第一出射光路上，用于将透射所述偏振分光元件的第一线性偏振方向的光束的偏振方向转换为第二线性偏振方向并向所述第一图像显示器传输；所述第一图像显示器设置于所述第一相位延迟片的出射光路上，用于根据第一待显示子图像的灰度对所述第一相位延迟片转换后的第二线性偏振方向的光束进行能量调制，得到第一线性偏振方向的第一束子图像光线并向所述第一相位延迟片传输，其中，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；所述第一相位延迟片，还用于将所述第一图像显示器输出的第一线性偏振方向的第一束子图像光线的偏振方向转换为第二线性偏振方向并向所述偏振分光元件传输；所述第二图像显示器设置于所述偏振分光元件的第二出射光路上，用于根据所述第二待显示子图像的灰度对经所述偏振分光元件反射后的第二线性偏振方向的光束进行能量调制，得到第一线性偏振方向的第二束子图像光线并向所述偏振分光元件传输，其中，所述第二束子图像光线与第二待显示子图像对应；所述偏振分光元件，还用于将所述第一相位延迟片输出的第二线性偏振方向的第一束子图像光线反射至所述第一反射放大元件，及对所述第二图像显示器输出的第一线性偏振方向的第二束子图像光线进行透射至所述第一反射放大元件；所述电控光学器件设置在所述偏振分光元件的第三出射光路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，为偏振敏感型反射会聚元件，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，或者分别用于使第二束子图像光线在人眼形成所述第二待显示子图像和使第一束子图像光线在人眼形成所述第一待显示子图像；所述第二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或第一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，以及将从反射元件反射回来的...

【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