光学系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种光学系统，该光学系统包括：包括N个光栅，该N个光栅相交于同一点，并以该同一点为中心设置在同一平面，且该N个光栅互不重叠，N≥2；驱动装置，该驱动装置包括中心转动轴，该中心转动轴与该光栅组垂直相交于该同一点，用于驱动该光栅组在该同一平面以该中心转动轴为中心旋转，使得入射光束能够轮流照射在该N个光栅上，在该光栅组的出光侧形成至少一条光束扫描路径。本发明专利技术实施例中由于当入射光束由一片光栅进入到相邻光栅时，出射光束将回到其中一条光束扫描路径的起始位置并扫描该扫描路径，本发明专利技术实施例通过光栅组的旋转来获得扫描效果而无需回扫，从而避免了回扫问题。

optical system

The embodiment of the invention provides an optical system, the optical system includes a N grating, the N gratings intersect at the same point, and to the same point as the center are arranged on the same plane, and the N gratings do not overlap each other, N = 2; the driving device, the driving device including the center axis of rotation, the center axis of rotation with the grating set vertically on the same point, for driving the grating group in the same plane with the center of rotation axis, the incident beam can take turns in the N irradiation grating, the grating in the light side to form a group one less beam scanning path. The embodiment of the invention when the incident beam entered by a grating to the adjacent grating, the beam will return to the starting position of a light beam scanning path and scanning the scanning path, the embodiment of the invention through the grating group to obtain rotation scanning effect without flyback, thus avoiding the problem of flyback.

【技术实现步骤摘要】
光学系统
本专利技术涉及光学领域，特别涉及一种光学系统。
技术介绍
在光学系统中，往往需要通过扫描的方式显示需要呈现的内容。例如，可以通过扫描的方式将光学系统的输出光束投射到扫描区域(也可以称为扫描路径)内。例如，在3D全息图像显示时，可以通过扫描的方式将3D全息图像的高带宽数据投射到空间中的扫描路径内，以满足3D全息显示的要求。具体地，在3D全息图像显示时，可以通过扫描将3D全息图像的各个视角的图像投射到扫描路径内，观察者可以在扫描路径上的不同的视角位置看到3D全息图像的不同的视角。然而，现有的扫描方式，例如，以电流计模式扫描方式而言，成像信息首先投射到一个镜面上，通过镜面的旋转，把成像信息分布到一个扫描区域以内。然而，当扫描到达边界位置时，必须经过回扫，即向反方向运动以回到起始位置。因此，现有的电流计模式扫描方式存在着回扫问题，影响显示效果。因此，如何提供一种无需回扫的扫描方式，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种光学系统，该光学系统无需回扫，从而避免了回扫问题。第一方面提供了一种光学系统，该光学系统包括：光栅组，包括N个光栅，该N个光栅相交于同一点，并以该同一点为中心设置在同一平面，且该N个光栅互不重叠，N≥2；驱动装置，该驱动装置包括中心转动轴，该中心转动轴与该光栅组垂直相交于该同一点，用于驱动该光栅组在该同一平面以该中心转动轴为中心旋转，使得入射光束能够轮流照射在该N个光栅上，在该光栅组的出光侧形成至少一条光束扫描路径。因此，本专利技术实施例通过驱动转置驱动该光栅组在该同一平面以该中心转动轴为中心旋转，使得入射光束能够轮流照射在光栅组的N个光栅上，在出光侧形成至少一条光束扫描路径，由于当入射光束由一片光栅进入到相邻光栅时，出射光束将回到其中一条光束扫描路径的起始位置并扫描该扫描路径，本专利技术实施例通过光栅组的旋转来获得扫描效果而无需回扫，从而避免了回扫问题。应理解，本专利技术实施例的驱动装置可以为马达，也可以为其他的驱动设备，只要能够用于驱动光栅组以中心转动轴为中心旋转即可，本专利技术实施例并不限于此。应理解，本专利技术实施例中，入射光束可以为点光源发出的光束，也可以是具有一定光斑大小的光束，例如该入射光束可以为光斑大小为矩形的光束，例如，该矩形光束可以为图像的光束，具体地，该图像的光束可以为二维图像或全息图像的各个视角的光束等，本专利技术实施例并不限于此。该入射光束可以是其他器件产生，输入该光学系统的；该输入光束也可以是该光学系统自身产生的，本专利技术实施例并不限于此。相应地，当输入光束为图像的光束，且该输入光束是由该光学系统自身产生时，本专利技术实施例的光学系统还可以包括：光源，用于产生基础光束；空间光调制器，用于将图像的信息调制到该基础光束上，产生该入射光束，该图像包括二维图像或三维图像。应理解，本专利技术实施例的空间光调制器可以为数字微镜面显示(Digitalmicro-mirrordisplay，DMD)，也可以为其他器件，只要能够将图像的信息调制到该基础光束上，产生该入射光束即可，本专利技术实施例并不限于此。应理解，该图像可以是二维图像也可以是三维图像，例如该图像为全息图像或立体图像等，本专利技术实施例并不限于此。例如，该图像为三维图像，该图像的信息可以包括按时间顺序连续排列的该图像的多个视角图像的信息。还应理解，本专利技术实施例的N个光栅可以包括2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个等光栅，本专利技术实施例并不限于此。还应理解，本专利技术实施例的光栅组中一个光栅的形状可以为矩形也可以为扇形等，本专利技术实施例并不限于此。还应理解，N个光栅可以围绕该同一点设置在同一平面，例如，N个光栅可以无缝隙的拼接在一起，也即，该N个光栅中的第n光栅有两边相交于该同一点，且形成第n夹角θn，n取遍从1到N的所有正整数，换句话说，该N个光栅对应的N个角度之和为360°，其中，一个光栅对应一个角度，该N个光栅中每个光栅对应的角度表示与该同一点相连的该每个光栅的两条边所张开的角度。在这种情况下，当N个光栅中的所有的光栅都为扇形，且半径都相等时，该N个光栅组成一个圆形。也即N个光栅的弧度之和为360°。可选地，N个光栅还可以有间隙的围绕该同一点设置在同一平面，例如，当N个光栅中的所有的光栅都是扇形，且半径都相等时，N个光栅拼接在一起组成180度、270或320度的扇形等；N个光栅中相邻的两个光栅间还可以留有一定的缝隙，本专利技术实施例并不限于此。应理解，本专利技术实施例中N个光栅中的不同的光栅的形成的夹角θn可以相同也可以不同，本专利技术实施例并不对此做限定。优选地，例如每个光栅形成的夹角θn均相等，例如，该N个光栅对应的N个角度之和为360°时，每个光栅形成的角度为360°/N。还应理解，本专利技术实施例中的N个光栅的结构可以相同；N个光栅也可以具有多种结构。下面将分别针对N个光栅的结构相同；以及N个光栅具有多种结构，这两种情形进行描述。首先，在该N个光栅的结构均相同时，该至少一条光束扫描路径为一条光束扫描路径。具体地，该入射光束从照射该N个光栅中的一个光栅，进入到照射该一个光栅相邻的另一光栅时，出射光束所形成的光束扫描路径回到起始位置重复该一条光束扫描路径。该一条光束扫描路径上依次排布有该图像的同一个视角平面里各个视角的光束。因此，观察者可以在扫描路径上看到图像(例如，该图像为全息图像)，并且在扫描路径的不同位置看到该全息图像的不同视角，带给观察者立体的感受，提升用户体验。在这种情形下，本专利技术实施例利用重复的光栅结构使得扫描路径重复回到初始点。为了实现准确的扫描，构成拼接光栅的每一个部分，需要具有相同的结构，换句话说，N个光栅的参数相同。例如，该N个光栅中的第1光栅至第N光栅形成的第1夹角θ1至第N夹角θN之和为360度，且θn＝360°/N；在旋转到不同光栅的同一位置时，每片光栅的栅格方向均相同。这样，平面每旋转360°/N后，就会重复以前的模式。对应的出射光束也重复同一扫描路径。应理解，本专利技术实施例中在入射光束为图像的光束时，该光栅组的旋转速度与该图像的显示帧率满足以下公式：RS＝FR/N其中，该RS表示该光栅组的旋转速度，FR表示该图像的显示帧率。也就是说，在相同的帧率FR时，N与RS成反比。例如，该显示帧率可以表示同一个视角位置，用户看到的图像的显示帧率，该显示帧率可以是满足人眼观看需求的最低图像刷新频率。其二，在该N个光栅具有多种结构时，例如，该N个光栅包括M种结构不同的光栅时，2≤M≤N；该至少一条光束扫描路径为M条光束扫描路径，其中，同一种结构的光栅的出射光束所形成的光束扫描路径相同，不同结构的光栅的出射光束所形成的光束扫描路径不同。如果，该入射光束从照射该N个光栅中的第一种结构的第一光栅，进入到照射该第一种结构的的第二光栅时，出射光束的扫描路径回到起始位置重复该第一种结构的光栅对应的第一光束扫描路径，或者，如果，该入射光束从照射该N个光栅中的第一种结构的第三光栅，进入到照射第二种结构的第四光栅时，出射光束的扫描路径由第一结构的光栅对应的第一光束扫描路径切换到第二种结构的光栅对应的第二光束扫描路径；其中，该第一光束扫描路径上依次排布有该图像的第一视角平面里各个视角的光束。该第二光束扫描路径上依次排布有该图像的第二视角平面里各个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学系统，其特征在于，包括：光栅组，包括N个光栅，所述N个光栅相交于同一点，并以所述同一点为中心设置在同一平面，且所述N个光栅互不重叠，N≥2；驱动装置，所述驱动装置包括中心转动轴，所述中心转动轴与所述光栅组垂直相交于所述同一点，用于驱动所述光栅组在所述同一平面以所述中心转动轴为中心旋转，使得入射光束能够轮流照射在所述N个光栅上，在所述光栅组的出光侧形成至少一条光束扫描路径。

【技术特征摘要】
1.一种光学系统，其特征在于，包括：光栅组，包括N个光栅，所述N个光栅相交于同一点，并以所述同一点为中心设置在同一平面，且所述N个光栅互不重叠，N≥2；驱动装置，所述驱动装置包括中心转动轴，所述中心转动轴与所述光栅组垂直相交于所述同一点，用于驱动所述光栅组在所述同一平面以所述中心转动轴为中心旋转，使得入射光束能够轮流照射在所述N个光栅上，在所述光栅组的出光侧形成至少一条光束扫描路径。2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括：光源，用于产生基础光束；空间光调制器，用于将图像的信息调制到所述基础光束上，产生所述入射光束，所述图像包括二维图像或三维图像。3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述N个光栅中的第n光栅有两边相交于所述同一点，且形成第n夹角θn，n取遍取从1到N的所有正整数，4.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，θn＝360°/N。5.根据权利要求2至4中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述N个光栅的结构均相同，所述至少一条光束扫描路径为一条光束扫描路径。6.根据权利要求4所述的光学系统，其特征在于，所述N个光栅包括M种结构不同的光栅，2≤M≤N；所述至少一条光束扫描路径为M条光束扫描路径，其中，同一种结构的光栅的出射光束所形成的光束扫描路径相同，不同结构的光栅的出射光束所述形成的光束扫描路径不同。7.根据权利要求2至6中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括：包含至少一个透镜的第一透镜组，设置在所述空间光调制器和所述光栅组之间，用于汇聚所述入射光束。8.根据权利要求2至7中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括：包含至少一个透镜的第二透镜组，设置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈政锡，贾甲，初大平，姚峻，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，剑桥实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44