一种光波导光学系统及显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及光学系统技术领域，提供一种光波导光学系统及显示装置，光波导光学系统包括沿光路依次设置的图像组件、透镜组件以及第一扩展波导，其中透镜组件用于对图像光线进行调整，第一扩展波导用于对图像光线进行扩展；第一扩展波导包括第一偏振单元，第一偏振单元包括多个排列成阵列的第一波导偏振片，第一波导偏振片的偏振化方向与图像光线振动方向呈预设夹角；图像光线经过透镜组件后传播至第一扩展波导，并经多个第一波导偏振片后从第一扩展波导中出射至用户的眼睛；由于满足偏振态要求的光线才可通过第一波导偏振片，因此杂散光无法透过第一波导偏振片，虚拟图像不会受到杂散光的影响，提高了成像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种光波导光学系统及显示装置
本技术涉及光学系统
，更具体地说，是涉及一种光波导光学系统及显示装置。
技术介绍
虚拟现实技术(VirtualReality，简称VR)和增强现实技术(AugmentedReality，简称AR)作为由光学、电子学、软件交互等多种领域相结合的新型技术，近年来得到了迅猛的发展。增强现实技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息集成，从而将虚拟图像和现实场景进行结合展现的新技术，在日常生活中可以为人们的生活带来便利。增强现实技术的基本光学原理为向人眼同时入射携带真实世界景物信息和虚拟图像信息的光线，两个光学路径上传输的图像信息在人眼处融合，使得人眼同时获得真实世界景物信息和虚拟图像的混合图像，从而达到增强现实的效果。而虚拟现实技术则能够为人们带来沉浸式的用户体验，使得用户可以观看到更加震撼的虚拟图像信息。然而，现有的虚拟现实技术或增强现实技术方案中，由于杂散光的存在，用户看到的虚拟图像也会受到杂散光的影响，因此图像质量不高，影响用户的观看体验。以上不足，有待改进。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种光波导光学系统，以解决现有技术中存在的无法消除杂散光的技术问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种光波导光学系统，包括沿光路依次设置的：图像组件，用于提供图像光线；透镜组件，用于对所述图像光线进行调整；第一扩展波导，用于对所述图像光线进行扩展，所述第一扩展波导包括第一偏振单元，所述第一偏振单元包括多个排列成阵列的第一波导偏振片，所述第一波导偏振片的偏振化方向与所述图像光线的振动方向呈预设夹角；所述图像光线经过所述透镜组件后传播至所述第一扩展波导，并经多个所述第一波导偏振片后从所述第一扩展波导中出射。在一个实施例中，所述第一偏振单元还包括全反射膜，所述全反射膜用于将入射至所述第一扩展波导的图像光线反射至与所述全反射膜相邻的第一波导偏振片上。在一个实施例中，所述第一扩展波导还包括第一扩展波导本体，所述第一偏振单元设于所述第一扩展波导本体内；所述第一扩展波导本体包括靠近所述透镜组件的第一上表面以及用于将所述图像光线出射的第一下表面，所述第一上表面和所述第一下表面均设有增透膜。在一个实施例中，所述全反射膜与所述第一下表面的夹角为20°～30°。在一个实施例中，经过每个所述第一波导偏振片后出射的所述图像光线的强度相同。在一个实施例中，所述光波导光学系统还包括：第二扩展波导，用于对从所述第一扩展波导出射的所述图像光线进行扩展；所述第二扩展波导包括第二偏振单元，所述第二偏振单元包括多个排列成阵列的第二波导偏振片，所述第二波导偏振片的偏振化方向与所述图像光线的振动方向呈预设夹角。在一个实施例中，所述第二扩展波导还包括第二扩展波导本体，所述第二偏振单元设于所述第二扩展波导本体中；所述第二扩展波导本体设有第二上表面，所述第二上表面供所述图像光线出射的位置设有增透膜。在一个实施例中，经过每个所述第二波导偏振片后从所述第二扩展波导出射的所述图像光线的强度相同。在一个实施例中，所述第一波导偏振片与所述第二上表面的夹角为20°～30°。本技术的目的还在于提供一种显示装置，包括上述的光波导光学系统。本技术提供的一种光波导光学系统的有益效果在于：(1)在第一偏振单元中设置多个排列成阵列的第一波导偏振片，从而可以将一份图像光线扩展成多份图像光线从第一扩展波导中出射，实现对图像光线的扩展。(2)通过设置第一波导偏振片的偏振化方向与图像光线振动方向的夹角，从而可以设置经不同第一波导偏振片透射后的图像光线的强度，使得出射光线的强度可按照预设要求进行分布，满足多样化的使用需求。(3)由于第一波导偏振片可以对光线的偏振态进行选择，只有满足偏振态要求的光线才可以通过第一波导偏振片，因此杂散光无法透过第一波导偏振片，从而用户看到的虚拟图像不会受到杂散光的影响，提高了成像质量，用户具有更好的观影体验。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。图1为本技术实施例提供的光波导光学系统的结构示意图一；图2为本技术实施例提供的光波导光学系统的结构示意图二；图3为本技术实施例提供的光波导光学系统的结构示意图三；图4为本技术实施例提供的光波导光学系统的结构示意图四；图5为偏振片的工作原理示意图；图6为本技术实施例提供的光波导光学系统的第一偏振单元(或第二偏振单元)的工作原理示意图，其中(a)为图像光线的振动方向；(b)为第一偏振片(或第五偏振片)的偏振化方向；(c)为第二偏振片(或第六偏振片)的偏振化方向；(d)为第三偏振片(或第七偏振片)的偏振化方向；(e)为第四偏振片(或第八偏振片)的偏振化方向。其中，图中各附图标记：1-图像组件；2-透镜组件；3-第一扩展波导；31-第一偏振单元；310-全反射膜；311-第一偏振片；312-第二偏振片；313-第三偏振片；314-第四偏振片；32-第一扩展波导本体；321-第一上表面；322-第一下表面；4-第二扩展波导；41-第二偏振单元；411-第五偏振片；412-第六偏振片；413-第七偏振片；414-第八偏振片；42-第二扩展波导本体；421-第二上表面；422-第二下表面；5-眼睛。具体实施方式为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请参阅图1，一种光波导光学系统，包括沿光路依次设置的图像组件1、透镜组件2以及第一扩展波导3，其中图像组件1用于提供图像光线，透镜组件2用于对图像光线进行调整，第一扩展波导3用于对图像光线进行扩展。第一扩展波导3包括第一偏振单元31，第一偏振单元31包括多个排列成阵列的第一波导偏振片，第一波导偏振片的偏振化方向与图像光线振动方向呈预设夹角。图像光线经过透镜组件2后传播至第一扩展波导3，并经多个第一波导偏振片后从第一扩展波导3中出射至用户的眼睛5。本实施例提供的一种光波导光学系统的工作原理如下：按照电磁波理论，光是横波，光的振动方向与其传播方向垂直。在垂直于光传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动方向，通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。请参阅图5和图6，根据马吕斯定律可知，当强度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光波导光学系统，其特征在于：包括沿光路依次设置的：图像组件，用于提供图像光线；透镜组件，用于对所述图像光线进行调整；第一扩展波导，用于对所述图像光线进行扩展，所述第一扩展波导包括第一偏振单元，所述第一偏振单元包括多个排列成阵列的第一波导偏振片，所述第一波导偏振片的偏振化方向与所述图像光线的振动方向呈预设夹角；所述图像光线经过所述透镜组件后传播至所述第一扩展波导，并经多个所述第一波导偏振片后从所述第一扩展波导中出射。

【技术特征摘要】
1.一种光波导光学系统，其特征在于：包括沿光路依次设置的：图像组件，用于提供图像光线；透镜组件，用于对所述图像光线进行调整；第一扩展波导，用于对所述图像光线进行扩展，所述第一扩展波导包括第一偏振单元，所述第一偏振单元包括多个排列成阵列的第一波导偏振片，所述第一波导偏振片的偏振化方向与所述图像光线的振动方向呈预设夹角；所述图像光线经过所述透镜组件后传播至所述第一扩展波导，并经多个所述第一波导偏振片后从所述第一扩展波导中出射。2.如权利要求1所述的光波导光学系统，其特征在于：所述第一偏振单元还包括全反射膜，所述全反射膜用于将入射至所述第一扩展波导的图像光线反射至与所述全反射膜相邻的第一波导偏振片上。3.如权利要求2所述的光波导光学系统，其特征在于：所述第一扩展波导还包括第一扩展波导本体，所述第一偏振单元设于所述第一扩展波导本体内；所述第一扩展波导本体包括靠近所述透镜组件的第一上表面以及用于将所述图像光线出射的第一下表面，所述第一上表面和所述第一下表面均设有增透膜。4.如权利要求3所述的光波导光学系统，其特征在于：所述全反射膜与所述第一下表面的夹角为...

【专利技术属性】
技术研发人员：左惟涵，张韦韪，刘海峰，江泽俊，卿启杰，
申请(专利权)人：深圳惠牛科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44