光学成像系统及AR设备技术方案

本发明专利技术公开了一种光学成像系统及AR设备，光学成像系统包括：图像源、偏振分光棱镜、第一准直单元、第二准直单元、波导基底和屈光调节元件；其中，图像源用于产生非偏振光线，并将非偏振光线投射至偏振分光棱镜；偏振分光棱镜包括分光面；分光面用于对入射至偏振分光棱镜的非偏振光线进行偏振分光处理，形成具有第一偏振态的第一光路和具有第二偏振态的第二光路，第一光路由非偏振光线反射而成，第二光路由非偏振光线透射而成；第一准直单元和第二准直单元设置在偏振分光棱镜的相对侧，波导基底内分布有多个半透半反膜，屈光调节元件设置在波导基底的出光侧；本方案不仅可以缩短光学系统长度，减小体积，同时可以满足屈光调节功能。同时可以满足屈光调节功能。同时可以满足屈光调节功能。

【技术实现步骤摘要】
光学成像系统及AR设备


[0001]本专利技术涉及AR
，具体涉及一种光学成像系统及AR设备。

技术介绍

[0002]增强现实(Augmented Reality，简称AR)是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器溶合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段，它将计算机生成的虚拟物体或关于真实物体的非几何信息叠加到真实世界的场景之上，实现了对真实世界的增强。
[0003]目前主流的增强现实显示设备大多采用光波导原理，现有AR光学成像系统结构较为复杂，体积较大，且不具备屈光调节功能，适用性受限。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种光学成像系统及AR设备，以解决上述现有技术存在的AR光学成像系统体积通常较大，且不具备屈光调节功能的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]第一方面，本专利技术首先提供了一种光学成像系统，包括：图像源、偏振分光棱镜、第一准直单元、第二准直单元、波导基底和屈光调节元件；
[0007]所述图像源用于产生非偏振光线，并将所述非偏振光线投射至所述偏振分光棱镜；
[0008]所述偏振分光棱镜包括分光面；所述分光面用于对入射至所述偏振分光棱镜的所述非偏振光线进行偏振分光处理，形成具有第一偏振态的第一光路和具有第二偏振态的第二光路，所述第一光路由非偏振光线反射而成，所述第二光路由非偏振光线透射而成；
[0009]所述第一准直单元和所述第二准直单元设置在所述偏振分光棱镜的相对侧，所述波导基底内分布有多个半透半反膜，所述屈光调节元件设置在所述波导基底的出光侧；
[0010]其中，具有第二偏振态的第二光路经过第一准直单元的调制下转换为具有第一偏振态的第二光路，入射分光面后再经过第二准直单元的调制下转换为具有第二偏振态的第二光路，然后经分光面反射后入射至波导基底中，经反射的第二光路及第一光路形成第三光路，所述第三光路经过多个半透半反膜后由出光侧透过屈光调节元件汇集至人眼。
[0011]进一步地，所述屈光调节元件的入光侧覆盖所述波导基底的出光侧。
[0012]进一步地，所述屈光调节元件为玻璃制件、塑料制件、液晶透镜、全息透镜、液体透镜中的任一种。
[0013]进一步地，所述屈光调节元件和所述波导基底采用同类型材料一体化成型。
[0014]进一步地，所述第一准直单元包括第一反射镜和第一四分之一波片；
[0015]所述第一四分之一波片设置在所述第一反射镜和所述偏振分光棱镜的端面之间。
[0016]进一步地，所述第二准直单元包括第二反射镜和第二四分之一波片；
[0017]所述第二四分之一波片设置在所述第二反射镜和所述偏振分光棱镜的另一相邻
端面之间。
[0018]进一步地，多个半透半反膜按照预设间距均匀分布在所述波导基底内。
[0019]第二方面，本专利技术提供的一种AR设备，包括上述的光学成像系统。
[0020]采用上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术技术方案具有以下技术效果：
[0021]本专利技术技术方案中，包括：图像源、偏振分光棱镜、第一准直单元、第二准直单元、波导基底和屈光调节元件；其中，图像源用于产生非偏振光线，并将非偏振光线投射至偏振分光棱镜；偏振分光棱镜包括分光面；分光面用于对入射至偏振分光棱镜的非偏振光线进行偏振分光处理，形成具有第一偏振态的第一光路和具有第二偏振态的第二光路，第一光路由非偏振光线反射而成，第二光路由非偏振光线透射而成；第一准直单元和第二准直单元设置在偏振分光棱镜的相对侧，波导基底内分布有多个半透半反膜，屈光调节元件设置在波导基底的出光侧；
[0022]应用时，具有第二偏振态的第二光路经过第一准直单元的调制下转换为具有第一偏振态的第二光路，入射分光面后再经过第二准直单元的调制下转换为具有第二偏振态的第二光路，然后经分光面反射后入射至波导基底中，经反射的第二光路及第一光路形成第三光路，第三光路经过多个半透半反膜后由出光侧透过屈光调节元件汇集至人眼。本方案不仅可以缩短光学系统长度，减小体积，同时可以满足屈光调节功能。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本申请提供的光学成像系统的示意图。
[0025]其中，1
‑
图像源；2
‑
偏振分光棱镜；21
‑
分光面；3
‑
第一准直单元；31
‑
第一四分之一波片；32
‑
第一反射镜；4
‑
第二准直单元；41
‑
第二四分之一波片；42
‑
第二反射镜；5
‑
波导基底；51
‑
半透半反膜；6
‑
屈光调节元件。
具体实施方式
[0026]提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。
[0027]这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。
[0028]尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些
术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
[0029]如图1所示，本申请实施例提供了一种光学成像系统，包括：图像源1、偏振分光棱镜2、第一准直单元3、第二准直单元4、波导基底5和屈光调节元件6；
[0030]图像源1用于产生非偏振光线，并将非偏振光线投射至偏振分光棱镜2；
[0031]偏振分光棱镜2包括分光面21；分光面21用于对入射至偏振分光棱镜2的非偏振光线进行偏振分光处理，形成具有第一偏振态的第一光路a和具有第二偏振态的第二光路b，第一光路a由非本文档来自技高网...

【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，包括：图像源、偏振分光棱镜、第一准直单元、第二准直单元、波导基底和屈光调节元件；所述图像源用于产生非偏振光线，并将所述非偏振光线投射至所述偏振分光棱镜；所述偏振分光棱镜包括分光面；所述分光面用于对入射至所述偏振分光棱镜的所述非偏振光线进行偏振分光处理，形成具有第一偏振态的第一光路和具有第二偏振态的第二光路，所述第一光路由非偏振光线反射而成，所述第二光路由非偏振光线透射而成；所述第一准直单元和所述第二准直单元设置在所述偏振分光棱镜的相对侧，所述波导基底内分布有多个半透半反膜，所述屈光调节元件设置在所述波导基底的出光侧；其中，具有第二偏振态的第二光路经过第一准直单元的调制下转换为具有第一偏振态的第二光路，入射分光面后再经过第二准直单元的调制下转换为具有第二偏振态的第二光路，然后经分光面反射后入射至波导基底中，经反射的第二光路及第一光路形成第三光路，所述第三光路经过多个半透半反膜后由出光侧透过屈光调节元件汇集至人眼。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩昕彦，
申请(专利权)人：北京梦想绽放技术有限公司，
类型：发明
国别省市：