投影系统以及AR显示设备技术方案

本实用新型专利技术公开了一种投影系统，包括自发光图像源，设置在自发光图像源的输出光路上的聚光透镜；设置在聚光透镜的输出光路上的偏振分束器，设置在偏振分束器的输出光路上的偏振转换元件，设置在偏振转换元件出射光路上的曲面反光元件；聚光透镜对自发光图像源的发散光线进行汇聚后，光线依次经过偏振分束器和偏振转换元件入射至曲面反光元件转换为平行光后输出。本申请中的投影系统中，本身具有发光功能的自发光图像源，并利用聚光透镜、偏振分束器、偏振转换元件、曲面反光元件配合作用将自发光图像源的发散光转换为平行光输出，进而减小投影系统的光路占用的空间体积，利于投影系统和AR显示设备的小型化发展。统和AR显示设备的小型化发展。统和AR显示设备的小型化发展。

【技术实现步骤摘要】
投影系统以及AR显示设备


[0001]本技术涉及投影设备
，特别是涉及一种投影系统以及 AR显示设备。

技术介绍

[0002]增强现实(AR，Augmented Reality)，是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，将虚拟的信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强。
[0003]AR通常是以透过式头盔或眼镜显示系统的形式来实现的，为了更好的用户体验，提升用户佩戴AR头戴设备的舒适性，要求AR头戴显示装置要轻量化、小型化。现有的AR显示设备中用于投射信息的投影光机设计复杂，价格昂贵，使之成为消费级产品比较困难，且使用AR 显示设备的舒适性也相对较低。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种投影系统以及AR显示设备，减小投影系统的所占的空间体积，进而有利于使用该投影系统的AR显示设备的小型化发展。
[0005]为解决上述技术问题，本技术提供一种投影系统，包括自发光图像源，设置在所述自发光图像源的输出光路上的聚光透镜；设置在所述聚光透镜的输出光路上的偏振分束器，设置在所述偏振分束器的输出光路上的偏振转换元件，设置在所述偏振转换元件出射光路上的曲面反光元件；
[0006]其中，所述聚光透镜用于对所述自发光图像源输出的发散光线进行汇聚，并将汇聚后的光线入射至所述偏振分束器；所述偏振分束器用于将入射的光线向所述偏振转换元件输出，并经过所述偏振转换元件透射入射至所述曲面反光元件；
[0007]所述曲面反光元件用于将经过所述偏振转换元件入射的光线转换为平行光并反射至所述偏振转换元件，经过所述偏振分束器输出；
[0008]所述偏振转换元件用于将两次透射所述偏振转换元件的偏振光的偏振方向改变90度。
[0009]在本申请的一种可选地实施例中，所述偏振分束器的第一表面为所述聚光透镜输出光线的入射面；
[0010]所述偏振转换元件包括正对于所述偏振分束器的第二表面设置的第一偏振转换元件和正对所述偏振分束器的第三表面设置的第二偏振转换元件；
[0011]所述曲面反光元件包括设置在所述第一偏振转换元件背离所述偏振分束器的一侧的第一曲面反光元件，和设置在所述第二偏振转换元件背离所述偏振分束器一侧的第二曲面反光元件。
[0012]在本申请的一种可选地实施例中，所述聚光透镜用于将所述自发光图像源输出的发散光束转换为汇聚光束；
[0013]所述曲面反光元件为凸曲面反光元件。
[0014]在本申请的一种可选地实施例中，所述凸曲面反光元件为一侧为平面另一侧为凹曲面的凹透镜，且所述凹透镜的凹曲面设有反光膜层；
[0015]两个所述偏振转换元件分别贴合所述偏振分束器的第一表面和第二表面设置，两个所述凹透镜的平面表面分别贴合两个所述偏振转换元件设置。
[0016]在本申请的一种可选地实施例中，所述聚光透镜用于将所述自发光图像源输出的发散光束转换为发散度更小的发散光束，所述曲面反光元件为凹曲面反光元件。
[0017]在本申请的一种可选地实施例中，所述凹曲面反光元件为一侧为平面另一侧为凸曲面的凸透镜，且所述凸透镜的凸曲面上设置有反光膜层；
[0018]两个所述偏振转换元件分别贴合所述偏振分束器的第一表面和第二表面设置，两个所述凸透镜的平面表面分别贴合两个所述偏振转换元件设置。
[0019]在本申请的一种可选地实施例中，所述偏振转换元件为1/4波片或相位延迟器。
[0020]本申请还提供了一种AR显示设备，所述自发光图像源为 microLED、OLED、LCD中的任意一种图像源。
[0021]本申请还提供了一种AR显示设备，包括如上任一项所述的投影系统。
[0022]本技术所提供的投影系统，包括自发光图像源，设置在自发光图像源的输出光路上的聚光透镜；设置在聚光透镜的输出光路上的偏振分束器，设置在偏振分束器的输出光路上的偏振转换元件，设置在偏振转换元件出射光路上的曲面反光元件；其中，聚光透镜用于对自发光图像源输出的发散光线进行汇聚，并将汇聚后的光线入射至偏振分束器；偏振分束器用于将入射的光线向偏振转换元件输出，并经过偏振转换元件透射入射至曲面反光元件；曲面反光元件用于将入射的光线转换为平行光反射出射，并依次经过偏振转换元件和偏振分束器输出；偏振转换元件用于将两次透射入射偏振转换元件的偏振光的偏振方向改变90度。
[0023]本申请中的投影系统中，本身具有发光功能的自发光图像源，相对于常规的LCOS图像源而言，能够在很大程度上简化了投影系统中的光源结构；另外，自发光图像源输出的光线为发散光线，因此进一步地在自发光图像源的输出光路上设置聚光透镜和偏振分束器，使得自发光图像源输出的光线经过聚光透镜进行一定程度的汇聚后，经过偏振分束器入射至曲面反光元件后可以再次反射回偏振分束器后输出，使得经过聚光透镜输出光线的光路经过偏振分束器产生一定程度的折叠，进而减小自发光图像源输出光路占用的空间体积，有利于实现投影系统的小型化发展，并有利于采用本申请中的投影系统的AR显示设备的小型化发展。
附图说明
[0024]为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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。
[0025]图1为本申请实施例提供的一种投影系统的光路结构示意图。
具体实施方式
[0026]目前常规的AR显示设备的投影光机中，是通过投影光源输出光线后经过多个透镜或其他光学器件进行反复调制后，入射至LCOS图像源，并经过LCOS图像源反射输出携带有图像信息的投影光束，整个投影光机的光路复杂，且光程较长，在很大程度上增大了投影光机所需要的空间体积，进而增大AR显示设备的空间体积，不利于AR设备的小型化发展。
[0027]为此本申请中提供了一种能够减小投影光机的空间体积的技术方案，有利于投影光机以及应用该投影光机的AR设备的小型化。
[0028]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
[0029]如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种投影系统的光路结构示意图，该投影光机可以包括：
[0030]自发光图像源1；
[0031]需要说明的是，本实施例中的自发光图像源1相对于现有技术中的 LCOS图像源而言，主要区别在于自发光图像源1本身具有发光功能，无需其他的光源为其提供光照，相当于在一定程度上将光源和图像源集成，进而在很大程度上简化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种投影系统，其特征在于，包括自发光图像源，设置在所述自发光图像源的输出光路上的聚光透镜；设置在所述聚光透镜的输出光路上的偏振分束器，设置在所述偏振分束器的输出光路上的偏振转换元件，设置在所述偏振转换元件出射光路上的曲面反光元件；其中，所述聚光透镜用于对所述自发光图像源输出的发散光线进行汇聚，并将汇聚后的光线入射至所述偏振分束器；所述偏振分束器用于将入射的光线向所述偏振转换元件输出，并经过所述偏振转换元件透射入射至所述曲面反光元件；所述曲面反光元件用于将经过所述偏振转换元件入射的光线转换为平行光并反射至所述偏振转换元件，经过所述偏振分束器输出；所述偏振转换元件用于将两次透射所述偏振转换元件的偏振光的偏振方向改变90度。2.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述偏振分束器的第一表面为所述聚光透镜输出光线的入射面；所述偏振转换元件包括设于所述偏振分束器的第二表面出射光路的第一偏振转换元件和设于所述偏振分束器的第三表面出射光路的第二偏振转换元件；所述曲面反光元件包括设置在所述第一偏振转换元件背离所述偏振分束器的一侧的第一曲面反光元件，和设置在所述第二偏振转换元件背离所述偏振分束器一侧的第二曲面反光元件。3.如权利要求1或2所述的投影系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔玉微，丁毅，魏一振，张卓鹏，
申请(专利权)人：杭州光粒科技有限公司，
类型：新型
国别省市：