光学系统和近眼显示设备技术方案

本发明专利技术公开了一种光学系统和近眼显示设备，以消除近眼显示设备中产生的杂散光，提升近眼显示设备的显示效果。所述光学系统包括发光源、光线转换单元和第一反射单元，所述光线转换单元设置在所述发光源的出光侧，且所述光线转换单元的第一表面朝向所述发光源的出光面；所述第一反射单元设置于所述光线转换单元远离所述发光源的一侧，且所述第一反射单元的第二表面与所述第一表面之间具有第一角度；其中，所述发光源发出的第一光线经所述光线转换单元转换为第二光线，所述第二光线被所述第一反射单元反射。

Optical system and near eye display equipment

【技术实现步骤摘要】
光学系统和近眼显示设备
本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种光学系统和近眼显示设备。
技术介绍
随着智能设备的普及，增强现实(AugmentedReality，AR)设备等近眼显示(Near-eyeDisplays，NED)设备逐步进入消费领域。为了易于设计，现有的近眼显示设备通常采用Birdbath光学系统，即显示源发出的自然光投射至分光镜，其中一部分光线经分光镜反射后入射至部分透射部分反射镜上，经部分透射部分反射镜反射后入射至分光镜，穿过分光镜到达人眼，形成虚像；而另一部分光线则直接穿过分光镜到达人眼，这部分光线不能成像，成为杂散光，从而影响近眼显示设备的显示效果。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种光学系统和近眼显示设备，能够消除近眼显示设备中产生的杂散光，提升近眼显示设备的显示效果。本专利技术实施例采用下述技术方案：第一方面，提供了一种光学系统，包括发光源、光线转换单元和第一反射单元，所述光线转换单元设置在所述发光源的出光侧，且所述光线转换单元的第一表面朝向所述发光源的出光面；所述第一反射单元设置于所述光线转换单元远离所述发光源的一侧，且所述第一反射单元的第二表面与所述第一表面之间具有第一角度；其中，所述发光源发出的第一光线经所述光线转换单元转换为第二光线，所述第二光线被所述第一反射单元反射。第二方面，提供了一种近眼显示设备，包括第一方面提供的光学系统。在本专利技术实施例中，光学系统采用光线转换单元并设置于发光源的出光侧，可以将发光源发出的第一光线转换为第二光线；采用第一反射单元并设置于光线转换单元远离发光源的一侧，且使第一反射单元的第二表面与光线转换单元的第一表面之间具有第一角度，可以将经光学转换单元转换得到的第二光线反射出去，进而避免第二光线直接穿过第一反射单元到达人眼，形成杂散光，提升近眼显示设备的显示效果，提升用户体验。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为现有的一种光学系统的结构示意图。图2为本专利技术实施例提供的一种光学系统的结构示意图。图3为本专利技术实施例提供的另一种光学系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。随着智能设备的普及，AR设备等近眼显示设备逐步进入消费领域。为了易于生产，现有的近眼显示设备通常采用Birdbath光学系统，如图1所示，显示源1发出的自然光投射至分光镜2，其中一部分光线(如图1中的实线)经分光镜2反射后入射至部分透射反射镜3上，经部分透射反射镜3反射后入射至分光镜2，通过分光镜2透射出去，到达人眼，形成虚像；而另一部分光线(如图1中的虚线)则直接透过分光镜2到达人眼，这部分光线不能成像，成为杂散光，从而影响近眼显示设备的成像质量。其中，图中的黑色圆点表示振动方向垂直于纸面。有鉴于此，本专利技术实施例提供一种光学系统和近眼显示设备，以解决现有的近眼显示设备中存在的上述问题。以下结合附图，详细说明本专利技术各实施例提供的技术方案。请参照图2和图3，本专利技术实施例提供一种光学系统，所述光学系统可以用于近眼显示设备中，如AR设备，所述光学系统可以包括：发光源10、光线转换单元20和第一反射单元30。其中，光线转换单元20设置在发光源10的出光侧，且光线转换单元20的第一表面20a朝向发光源10的出光面10a。第一反射单元30设置于光线转换单元20远离发光源10的一侧，且第一反射单元30的第二表面30a与光线转换单元20的第一表面20a之间具有第一角度。在本专利技术实施例提供的光学系统中，发光源10发出的第一光线(如图中所示的虚线)经光线转换单元20转换为第二光线，所述第二光线被第一反射单元30反射，使得发光源10发出的第一光线无法直接通过第一反射单元30到达人眼。应用中，近眼显示设备(如AR眼镜)上的反射镜片40的反射面40a朝向第一反射单元30的第二表面30a。发光源10发出的另一部分光线(如图中所示的实线)经光线转换单元20转换后振动方向发生变化(如从自然光变为圆偏振光或椭圆偏振光)，这部分光线入射至第一反射单元30，被第一反射单元30反射至反射镜片40的反射面40a，再被反射面40a反射至第一反射单元30后通过第一反射单元30到达人眼，形成虚像。可以理解，由于发光源10发出的第一光线无法直接到达人眼，不会影响另一部分光线形成的虚像的成像质量，从而可以提升近眼显示设备的显示效果，提升用户体验。可选地，本专利技术实施例提供的光学系统中，光线转换单元20的第一表面20a与第一反射单元30的第二表面30a之间的第一角度不小于30度且不大于60度。由此，可以使光线转换单元20投射的光线能够投射至第一反射单元30并以合适的角度反射出去，进而起到进一步起到消除杂散光的作用。需要说明的是，本专利技术实施例提供的光学系统中，第一表面20a与第二表面30a之间的第一角度不限于在30度至60度之间，例如，第一角度还可以小于30度，或者，第一角度也可以大于60度，等等。在这些情况下，同样能够实现第一反射单元30将光线转换单元20投射的光线反射出去，起到消除杂散光的作用。下面分别对本专利技术实施例提供的光学系统中的各组成部件进行说明。一种可选的实施方式中，本专利技术实施例提供的光学系统中的发光源10可以为液晶显示屏(LiquidCrystalDisplay，LCD)、有机发光二极管(OrganicLight-emittingDiode，OLED)显示屏或者其他材质的显示屏，具体此处不做限定。一种可选的实施方式中，本专利技术实施例提供的光学系统中的光线转换单元20可以包括吸收式偏振片21和第一相位延迟片22。其中，吸收式偏振片21包括第一表面20a，第一相位延迟片22设置于吸收式偏振片21远离发光源10的一侧。在本实施方式中，第一光线可以为自然光，第二光线可以为圆偏振光或椭圆偏振光。发光源10发出的第一光线经过吸收式偏振片21后变成线偏振光，该线偏振光经第一相位延迟片22后转换成第二光线。所述第二光线经第一反射单元30反射后再入射至第一相位延迟片22，经第一相位延迟片22后变成线偏振光，且振动方向发生了变化，进而被吸收式偏振片21吸收。可以理解，通过采用吸收式偏振片21可以将发光源10发出的自然光变为线偏振光，采用第一相位延迟片22可以调整从吸收式偏振片21透过的线偏振光的振动方向以及调整从第一反射单元30反射回来的光线的振动方向，进而使得从第一反射单元30反射回来的光线能够被吸收式偏振片21吸收，使得发光源10发出的不能到达人眼，从而消除了杂散光，提升了近眼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学系统，其特征在于，包括发光源、光线转换单元和第一反射单元，所述光线转换单元设置在所述发光源的出光侧，且所述光线转换单元的第一表面朝向所述发光源的出光面；/n所述第一反射单元设置于所述光线转换单元远离所述发光源的一侧，且所述第一反射单元的第二表面与所述第一表面之间具有第一角度；/n其中，所述发光源发出的第一光线经所述光线转换单元转换为第二光线，所述第二光线被所述第一反射单元反射。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学系统，其特征在于，包括发光源、光线转换单元和第一反射单元，所述光线转换单元设置在所述发光源的出光侧，且所述光线转换单元的第一表面朝向所述发光源的出光面；
所述第一反射单元设置于所述光线转换单元远离所述发光源的一侧，且所述第一反射单元的第二表面与所述第一表面之间具有第一角度；
其中，所述发光源发出的第一光线经所述光线转换单元转换为第二光线，所述第二光线被所述第一反射单元反射。


2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光线转换单元包括吸收式偏振片和第一相位延迟片，所述吸收式偏振片包括所述第一表面，所述第一相位延迟片设置于所述吸收式偏振片远离所述发光源的一侧。


3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述吸收式偏振片的透光轴和所述第一相位延迟片的光轴之间具有第二角度。


4.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述第一反射单元包括反射式偏振片和第二相位延迟片，所述第二相位延迟片包括所述第二表面，且所述第二表面朝向所述光线转换单元，所述反射式偏振片设置于所述第二相位延迟片远离所述光线转换单元的一侧，所述反射式偏振片与所述吸收式偏振片的振动方向正交；
其中，所述第二光线经所述第二相位延迟片转换成第三光线，所述第三光线被所述反射式偏振片反射至所述第二相位延迟片，经所述第二相位延迟片转换为第四光线后传输至所述第一相位延迟片，并经所述第一相位延迟片转换成第五光线，所述第五光线被所述吸收式偏振片吸收。


5.根据权利要求4所述的光学系统，其特征在于，所述第一光线为自然光，所述第二光线为圆偏振光，第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤伟平，
申请(专利权)人：维沃移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44