一种光学成像系统技术方案

本发明专利技术实施例涉及光学成像领域，公开了一种光学成像系统。该光学成像系统包括按照待成像对象出射光线的传输方向，顺次排列的第一光学相位调制元件、第一分光元件、第二光学相位调制元件和第二分光元件，第一光学相位调制元件的入射光线是偏振光，第二分光元件透射第一偏振方向的偏振光，反射第二偏振方向的偏振光，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向正交，第一光学相位调制元件与第二光学相位调制元件均是四分之一波片，第一分光元件透射来自第一光学相位调制元件的光线，反射由第二分光元件反射来的光线。这样的设置，无需倾斜放置任一光学元件，使得各个光学元件占用的空间较小，从而能够缩小成像设备的体积。从而能够缩小成像设备的体积。从而能够缩小成像设备的体积。

【技术实现步骤摘要】
一种光学成像系统


[0001]本专利技术实施例涉及光学
，具体涉及一种光学成像系统。

技术介绍

[0002]实像是指能够在光屏上呈现的像，实际实施场景中，实像既可以在光屏上显示，也可以在空中悬浮显示。实像的成像原理在于，反射或折射待成像物体射出的光线，使得待成像物体射出的光线重新汇聚，光线汇聚所形成的像即为待成像物体的实像。
[0003]如图1所示，一种常规的实像成像设备包括显示源11、反射偏振元件12、逆反射元件13和波片14，其中，反射偏振元件12接收显示源11射出的光线，进而，将部分光线透射到反射偏振元件12的另一侧，将另一部分光线反射到波片14，波片14将接收的光线处理后向逆反射元件13射出，逆反射元件13对接收的光线进行逆反射，使得逆反射回的光线经波片14和反射偏振元件12透射，进而，在反射偏振元件12的另一侧汇聚，形成显示源11所显示物体的实像。
[0004]可见，为了确保显示源11射出的光线能够汇聚成像，反射偏振元件12应当与显示源11和逆反射元件13均保持一定的夹角，即相对于其他元件反射偏振元件12应当倾斜放置。然而，反射偏振元件12倾斜放置需要占据较大空间，这样会造成实像成像设备的体积相对较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种光学成像系统，能够解决现有成像设备的体积相对较大的问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种光学成像系统，所述系统包括：按照待成像对象出射光线的传输方向，顺次排列的第一光学相位调制元件、第一分光元件、第二光学相位调制元件和第二分光元件；所述第一光学相位调制元件的入射光线是偏振光，所述第二分光元件透射第一偏振方向的偏振光，反射第二偏振方向的偏振光，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向正交；所述第一光学相位调制元件与所述第二光学相位调制元件均是四分之一波片；所述第一分光元件透射来自所述第一光学相位调制元件的光线，反射由所述第二分光元件反射来的光线。
[0007]在一些可能的实施方式中，当所述第一光学相位调制元件的入射光线是所述第一偏振方向的偏振光时，所述第一光学相位调制元件的光轴与所述第二光学相位调制元件的光轴的夹角为0
°
或180
°
；当所述第一光学相位调制元件的入射光线是所述第二偏振方向的偏振光时，所述第一光学相位调制元件的光轴与所述第二光学相位调制元件的光轴夹角为
±
90
°
。
[0008]在一些可能的实施方式中，所述第一分光元件和所述第二分光元件中的至少一个对光线有汇聚作用，以使所述第二分光元件的出射光汇聚；或者，所述第二分光元件的出射光发散。
[0009]在一些可能的实施方式中，所述第一分光元件包括平面元件和曲面元件，当所述第一分光元件为所述曲面元件时，所述第一分光元件的凸面朝向所述第一光学相位调制元件，或者，所述第一分光元件的凸面朝向所述第二光学相位调制元件的元件。
[0010]在一些可能的实施方式中，若所述第一分光元件和所述第二分光元件中的至少一个对光线有汇聚作用，当所述第一分光元件的凸面朝向所述第一光学相位调制元件时，所述第二分光元件为平面元件、凸面朝向所述第二光学相位调制元件的元件，或者凹面朝向所述第二光学相位调制元件的元件，当所述第二分光元件为凸面朝向所述第二光学相位调制元件的元件时，所述第一分光元件的曲率大于所述第二分光元的曲率；当所述第一分光元件为所述平面元件，或者所述第一分光元件的凸面朝向所述第二光学相位调制元件的元件时，所述第二分光元件为凹面朝向所述第二光学相位调制元件的元件，且所述第二分光元件的曲率大于所述第一分光元件的曲率。
[0011]在一些可能的实施方式中，所述第一分光元件对光的反射率满足：10％至90％，或者，所述第一分光元件对光的透射率满足：10％至90％。
[0012]在一些可能的实施方式中，所述光学成像系统还包括：偏光片，所述偏光片设置于所述第二分光元件的透射出射方向；所述偏光片透射所述第一偏振方向的偏振光。
[0013]第二方面，本专利技术实施例提供了一种成像设备，包括显示元件和光学成像系统，所述显示元件用于出射待成像对象的光线，所述光学成像系统如第一方面或者第一方面任一可能的实施方式所述。
[0014]在一些可能的实施方式中，所述显示元件实现为以下任一：被线偏振光照射的所述待成像对象的实体、出射线偏振光的所述待成像对象的实体、显示所述待成像对象图像的显示器，所述显示器出射线偏振光，或者所述显示器与线偏振光处理器件组合出射线偏振光。
[0015]在一些可能的实施方式中，当所述成像设备成实像时，所述显示元件的出光面到所述实像成像平面的距离大于或者等于所述出光面到所述第二分光元件的距离。
[0016]为解决现有成像设备的体积相对较大的问题，本申请实施例提供的光学成像系统包括按照待成像对象出射光线的传输方向，顺次排列的第一光学相位调制元件、第一分光元件、第二光学相位调制元件和第二分光元件。其中，第一光学相位调制元件的入射光线是偏振光，第一光学相位调制元件与第二光学相位调制元件均是四分之一波片，而第二分光元件透射第一偏振方向的偏振光，反射第二偏振方向的偏振光。另外，第一分光元件透射来自第一光学相位调制元件的光线，反射由第二分光元件反射来的光线。这样，入射到第一光学相位调制元件的偏振光，经第一光学相位调制元件、第一分光元件和第二光学相位调制元件的处理，相位调制，进而，相位调制后的光线经第二分光元件反射，以及最终入射到第一分光元件，之后，第一分光元件再次将光线反射。光线经由第二分光元件和第一分光元件两次反射的过程中，两次经过第二光学相位调制元件，由于第二光学相位调制元件是四分之一波片，所以，光线在第二分光元件和第一分光元件两次反射之后，再次出射到第二分光元件时，产生了π的相位延迟，即光线的偏振方向产生90
°
的旋转，此时第二分光元件可以透射该调制了π相位的偏振光。进而，使得透射出的光线能够成像。可见，本申请实施例提供的光学成像系统，利用光的偏振性，设置支持透射和反射的第一分光元件，对待成像对象出射的偏振光进行相位调制，使得光线在第一分光元件和第二分光元件之间反射，进而再次使
用第二光学相位调制元件在光反射传输过程中，两次调制光的相位，以使第二分光元件能够透射第二光学相位调制元件第二次出射的光进而成像。这样的设置，按照待成像对象出射光线的传输方向，顺次排列设置各个光学元件依然能够实现光的反射和透射，无需倾斜放置任一光学元件，使得各个光学元件占用的空间较小，从而能够缩小成像设备的体积。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
[0018]图1是本申请实施例提供的示例性常规实像成像设备的结构示意图；
[0019]图2是本申请实施例提供的示例性光学相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学成像系统，其特征在于，所述系统包括：按照待成像对象出射光线的传输方向，顺次排列的第一光学相位调制元件、第一分光元件、第二光学相位调制元件和第二分光元件；所述第一光学相位调制元件的入射光线是偏振光，所述第二分光元件透射第一偏振方向的偏振光，反射第二偏振方向的偏振光，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向正交；所述第一光学相位调制元件与所述第二光学相位调制元件均是四分之一波片；所述第一分光元件透射来自所述第一光学相位调制元件的光线，反射由所述第二分光元件反射来的光线。2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，当所述第一光学相位调制元件的入射光线是所述第一偏振方向的偏振光时，所述第一光学相位调制元件的光轴与所述第二光学相位调制元件的光轴的夹角为0
°
或180
°
；当所述第一光学相位调制元件的入射光线是所述第二偏振方向的偏振光时，所述第一光学相位调制元件的光轴与所述第二光学相位调制元件的光轴夹角为
±
90
°
。3.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一分光元件和所述第二分光元件中的至少一个对光线有汇聚作用，以使所述第二分光元件的出射光汇聚；或者，所述第二分光元件的出射光发散。4.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一分光元件包括平面元件和曲面元件，当所述第一分光元件为所述曲面元件时，所述第一分光元件的凸面朝向所述第一光学相位调制元件，或者，所述第一分光元件的凸面朝向所述第二光学相位调制元件的元件。5.根据权利要求3所述的光学成像系统，其特征在于，若所述第一分光元件和所述第二分光元件中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鑫，于迅博，桑新柱，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：