一种光机系统及近眼显示系统技术方案

本实用新型专利技术涉及增强现实的技术领域，公开了一种光机系统及近眼显示系统，其中光机系统包括光源、图像源、第一偏振分光棱镜组、第二偏振分光棱镜组和反射镜；所述光源设于第一偏振分光棱镜组的上方，所述图像源设于第一偏振分光棱镜组的侧方；所述第二偏振分光棱镜组的高度方向与所述第一偏振分光棱镜组的高度方向垂直；所述反射镜设于所述第二偏振分光棱镜组的一侧。该光机系统中，第一偏振分光棱镜组既作为其照明系统的一部分，同时也作为其成像系统的一部分；第二偏振分光棱镜组的高度方向与第一偏振分光棱镜组的高度方向垂直，使得光源可放置在垂直空间上，实现了转折光路，从而有效缩小空间体积，有利于后期产品设计。有利于后期产品设计。有利于后期产品设计。

【技术实现步骤摘要】
一种光机系统及近眼显示系统


[0001]本技术专利涉及增强现实的
，具体而言，涉及一种光机系统及近眼显示系统。

技术介绍

[0002]近眼显示系统，也称为头盔显示器，它最初起源于空军领域，主要是解决驾驶员面对飞机上日益增多的精密仪器及武器系统所收集的大量信息的困扰，利用近眼显示产品可以将各仪器仪表的所有的信息全部呈现在驾驶员前面的视场内，使驾驶员集中精力操作飞机和进行瞄准。随着人们对于近眼显示产品的学习和认识，近眼显示产品的应用领域也不断扩展。在民用方面主要是结合相关的虚拟技术，应用于教育与训练；商业产品的展览与推销；医学的模拟训练等。
[0003]在现有技术中，应用于近眼显示系统的光机系统的结构较为复杂，体积较大，不利于应用到穿戴式设备中，不方便用户长时间使用。例如，现有技术中的一种3D近眼显示装置，其采用的光机系统包括依次连接的能够实现3D实像的集成成像单元、第一偏振分光棱镜、双胶合镜、第二偏振分光棱镜和耦合棱镜。但是该装置的光机系统较为复杂，体积较大，使用光学表面较多。
[0004]针对这些缺点，本专利提出一种新的光机系统设计方案，可以实现缩小光机体积，降低系统复杂程度，且便于结构设计和实际生产的目的。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种光机系统及近眼显示系统，旨在解决现有技术中，光机系统的体积较大的问题。
[0006]一方面，本技术实施例提供一种光机系统，该光机系统包括光源、图像源、第一偏振分光棱镜组、第二偏振分光棱镜组和反射镜；所述第一偏振分光棱镜组包括第一棱镜和第二棱镜，所述第一棱镜和所述第二棱镜相贴合并形成有第一偏振分光斜面；所述光源设于所述第一棱镜的上方，所述图像源设于所述第一棱镜的侧方；所述第二偏振分光棱镜组设于所述第二棱镜的侧方；所述第二偏振分光棱镜组的高度方向与所述第一偏振分光棱镜组的高度方向垂直；所述第二偏振分光棱镜组包括第三棱镜和第四棱镜，所述第三棱镜和所述第四棱镜相贴合并形成有第二偏振分光斜面；所述反射镜设于所述第二偏振分光棱镜组的一侧；其中，光源发出的光线入射至所述第一棱镜后，被所述第一偏振分光斜面反射，照射至所述图像源，从所述图像源反射的光线透过所述第一偏振分光斜面，从所述第二棱镜出射；从所述第二棱镜出射的光线入射至所述第二偏振分光棱镜组，从所述第二偏振分光棱镜组出射的光被所述反射镜反射回所述第二偏振分光棱镜组，最后从所述第二偏振分光棱镜组出射。
[0007]可选的，所述第一偏振分光棱镜组与所述第二偏振分光棱镜组之间设有二分之一波片和第二偏振片。
[0008]可选的，所述第二偏振分光棱镜组与所述反射镜之间设有四分之一波片。
[0009]可选的，所述第一偏振分光斜面和所述第二偏振分光斜面上镀有偏振分光介质膜。
[0010]可选的，还包括匀光系统，所述匀光系统包括常规透镜、胶合透镜、微阵列透镜、反光杯、导光管、菲涅尔透镜、扩散片、散射片中的一种或多种组合；所述匀光系统设于所述光源与所述第一棱镜之间。
[0011]可选的，还包括第一偏振片，所述第一偏振片设于所述匀光系统与所述第一棱镜之间。
[0012]可选的，所述匀光系统包括正交柱面阵列透镜、第一扩散片、第二扩散片、柱状菲涅尔透镜和圆形菲涅尔透镜，所述光源发出的光依次通过所述正交柱面阵列透镜、所述第一扩散片、所述柱状菲涅尔透镜、所述圆形菲涅尔透镜和所述第二扩散片。
[0013]可选的，所述图像源为反射式像源芯片。
[0014]可选的，所述反射镜为非球面反射镜。
[0015]另一方面，本技术实施例提供一种近眼显示系统，该近眼显示系统包括上述任一项所述的一种光机系统及设于所述光机系统的出光方向上的波导片，从所述第二偏振分光棱镜出射的光入射至所述波导片，并从所述波导片的耦出结构输出。
[0016]与现有技术相比，本技术提供的一种光机系统及近眼显示系统中，第一偏振分光棱镜组既作为光机系统的照明系统的一部分，同时也作为光机系统的成像系统的一部分，而第二偏振分光棱镜组和反射镜也作为成像系统的一部分；第二偏振分光棱镜组的高度方向与第一偏振分光棱镜组的高度方向垂直，使得光源可放置在垂直空间上，实现了转折光路，从而有效缩小空间体积，有利于后期产品设计。
附图说明
[0017]图1是本技术提供的一种光机系统的主视图；
[0018]图2是本技术提供的一种光机系统的局部立体图。
[0019]附图标记说明：
[0020]101
‑
光源；102
‑
正交柱面阵列透镜，103
‑
第一扩散片，104
‑
柱状菲涅尔透镜，105
‑
圆形菲涅尔透镜，106第二扩散片；
[0021]201
‑
第一偏振片，202
‑
第一偏振分光棱镜组，2021
‑
第一偏振分光斜面；
[0022]301
‑
图像源；
[0023]401
‑
二分之一波片，402
‑
第二偏振片，403
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为四分之一波片；
[0024]501
‑
第二偏振分光棱镜组，5011
‑
第二偏振分光斜面，502
‑
反射镜。
具体实施方式
[0025]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0026]以下结合具体实施例对本技术的实现进行详细的描述。
[0027]本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本技术的描
述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0028]参照图1
‑
2所示，为本技术提供的较佳实施例。
[0029]一种光机系统，包括光源101、图像源301、第一偏振分光棱镜组202(在下文中也称照明PBS)、第二偏振分光棱镜组501(在下文中也称成像PBS)和反射镜502；其中，PBS为偏振分光棱镜(polarization beam splitter)的缩写；第一偏振分光棱镜组202包括第一棱镜和第二棱镜，第一棱镜和第二棱镜相贴合并形成有第一偏振分光斜面2021；光源101设于第一棱镜的上方，图像源301设于第一棱镜的侧方；第二偏振分光棱镜组501设于第二棱镜的侧方；第二偏振分光棱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光机系统，其特征在于，包括光源、图像源、第一偏振分光棱镜组、第二偏振分光棱镜组和反射镜；所述第一偏振分光棱镜组包括第一棱镜和第二棱镜，所述第一棱镜和所述第二棱镜相贴合并形成有第一偏振分光斜面；所述光源设于所述第一棱镜的上方，所述图像源设于所述第一棱镜的侧方；所述第二偏振分光棱镜组设于所述第二棱镜的侧方；所述第二偏振分光棱镜组的高度方向与所述第一偏振分光棱镜组的高度方向垂直；所述第二偏振分光棱镜组包括第三棱镜和第四棱镜，所述第三棱镜和所述第四棱镜相贴合并形成有第二偏振分光斜面；所述反射镜设于所述第二偏振分光棱镜组的一侧；其中，光源发出的光线入射至所述第一棱镜后，被所述第一偏振分光斜面反射，照射至所述图像源，从所述图像源反射的光线透过所述第一偏振分光斜面，从所述第二棱镜出射；从所述第二棱镜出射的光线入射至所述第二偏振分光棱镜组，从所述第二偏振分光棱镜组出射的光被所述反射镜反射回所述第二偏振分光棱镜组，最后从所述第二偏振分光棱镜组出射。2.如权利要求1所述的一种光机系统，其特征在于，所述第一偏振分光棱镜组与所述第二偏振分光棱镜组之间设有二分之一波片和第二偏振片。3.如权利要求2所述的一种光机系统，其特征在于，所述第二偏振分光棱镜组与所述反射镜之间设有四分之一波片。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的一种光机系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋强，黄浩，王景，钟春明，武易，马国斌，
申请(专利权)人：深圳珑璟光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：