投影显示系统及AR眼镜技术方案

本申请提供一种投影显示系统及AR眼镜。投影显示系统包括：光波导、空间光调制器、偏振片以及投影镜头。光波导包括第一表面以及第二表面，光波导的第一表面上设有耦出区，耦出区具备偏振选择特性。空间光调制器位于耦出区的一侧。偏振片位于光波导的第二表面一侧。投影镜头位于耦出区与空间光调制器之间，用于生成图像。投影显示系统通过将投影镜头设置在空间光调制器以及光波导的耦出区之间，并给耦出区赋予偏振选择特征，使光波导内全反射传输的光线以较高的效率从光波导耦出，同时使空间光调制器调制后的图像光在穿过耦出区时以较高的效率透射并过滤杂散光，减小衍射造成的能量损失，提高了投影图像的对比度。提高了投影图像的对比度。提高了投影图像的对比度。

【技术实现步骤摘要】
投影显示系统及AR眼镜


[0001]本申请涉及投影设备
，具体而言，涉及一种投影显示系统及AR眼镜。

技术介绍

[0002]增强现实(Augmented Reality，AR)是一种实时采集现实世界信息，并将虚拟信息、图像等与现实世界相结合的显示技术，有望成为继个人电脑、智能手机后的新一代信息交互终端，具有广阔的市场规模和想象空间。对于AR眼镜来说，小体积、高效率是至关重要的参数。
[0003]目前，在投影显示系统中，由于光栅散射产生的杂散光会被镜头成像，导致投影图像对比度降低。

技术实现思路

[0004]本申请实施方式提出了一种投影显示系统及AR眼镜，以解决上述技术问题。
[0005]本申请实施方式通过以下技术方案来实现上述目的。
[0006]第一方面，本申请提供一种投影显示系统，可以包括：光波导、空间光调制器、偏振片以及投影镜头。光波导用于限制光束在空间的传播路径，可以包括第一表面以及第二表面，所述光波导的第一表面上设有耦出区，所述耦出区用于将所述光波导内传播的光线耦出，所述耦出区具备偏振选择特性。空间光调制器位于所述耦出区的一侧，对光线进行调制，生成具有偏振态的图像光。偏振片位于所述光波导的第二表面一侧，用于反射第一偏振态的光，透射第二偏振态的光。投影镜头位于所述耦出区与所述空间光调制器之间，用于将所述图像光转换成影像。
[0007]在一些实施方式中，所述投影显示系统还可以包括：光源，所述光源用于向所述光波导发出偏振光线。
[0008]在一些实施方式中，所述耦出区与所述投影镜头的出瞳相对设置，所述耦出区与投影镜头的出瞳在垂直于所述耦出区方向上的投影重合。
[0009]在一些实施方式中，所述耦出区与所述投影镜头的出瞳之间设有夹角。
[0010]在一些实施方式中，所述夹角为15
°‑
30
°
。
[0011]在一些实施方式中，所述耦出光线的出光角度与所述投影镜头的F数相匹配。
[0012]在一些实施方式中，所述空间光调制器为LCOS，所述投影镜头将所述耦出区耦出的光线照射在所述空间光调制器的不同位置，所述空间光调制器用于对耦出的光线的偏振态进行调制并将调制光反射回所述投影镜头。
[0013]在一些实施方式中，所述空间光调制器用于将所述耦出区耦出的光线由第一偏振态转换为第二偏振态，所述偏振片用于透射第二偏振态的光线。
[0014]在一些实施方式中，所述空间光调制器位于所述投影镜头的焦平面。
[0015]第二方面，本申请实施例提供一种AR眼镜，可以包括：眼镜本体以及如上述的投影显示系统。
[0016]本申请实施例提供的投影显示系统及AR眼镜，投影显示系统通过将投影镜头设置在空间光调制器以及光波导的耦出区之间，并给耦出区赋予偏振选择特征，使光波导内全反射传输的光线以较高的效率从光波导耦出，同时使空间光调制器调制后的图像光在穿过耦出区时以较高的效率透射并过滤杂散光，减小衍射造成的能量损失，提高了投影图像的对比度。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述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申请的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，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。
[0018]图1为LCOS的投影原理图。
[0019]图2为现有技术中的投影显示系统的结构示意图。
[0020]图3为本申请实施例提供的一种投影显示系统的结构示意图。
[0021]图4为本申请实施例提供的一种投影显示系统的另一种结构示意图。
[0022]图5为本申请实施例提供的一种AR眼镜的结构示意图。
[0023]附图标记：AR眼镜1、投影显示系统10、光波导110、第一表面111、耦出区111a、第二表面112、空间光调制器120、偏振片130、投影镜头140、光源150、匀光系统160、偏振分光棱镜170、眼镜本体20。
具体实施方式
[0024]下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0025]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
[0026]现代社会以来，个人电脑作为第一代信息交互平台，率先为信息的传输与交互带来了新篇章。近年来发展迅速的智能手机终端，将信息交互平台变得更加轻量化、小型化，并提升了便捷性，进一步改变了人类生活。随着智能手机渗透率的逐渐饱和、用户碎片时间赋能上的逐渐疲软，以及大数据通讯和人工智能等新技术的快速发展，对新形态的信息交互平台的需求已经迫在眉睫。
[0027]AR是一种实时采集现实世界信息，并将虚拟信息、图像等与现实世界相结合的显示技术，有望成为继个人电脑、智能手机后的新一代信息交互终端，具有广阔的市场规模和想象空间。首先在信息显示上，AR将不再受限于实体屏幕，而是可以在整个物理空间中显示，采用虚实结合的方式，在物理实体的基础上实时显示虚拟信息，即为增强现实显示；其次在人机交互上，指令采集可以突破实体的操作界面，使用更加自然便捷的交互方式，如语音、手势、图像等，使得人机交互模式更像是与人的自然交流。基于AR显示全新的形态，AR技
术在近年来得到了广泛的关注和投入。
[0028]相较于通讯、大数据、软件算法等方面，现阶段AR硬件显示系统的性能从某种程度上制约了AR领域的快速发展，同时具有小体积、轻质化、高效率、大场视角(FieldofView，FOV)、大动眼框范围性能的AR显示系统仍未获得突破。AR硬件显示系统通常包含微型光机(optical engine)和光学组合器(optical combiner)两部分。其中，AR设备中采用的微型光机是用于生成图像光线的器件，主要技术路线可以包括硅基液晶(Liquid Crustal On Silicon,LCOS)、激光束扫描(Laser Beam Scanning)、微型发光二极管(Micro LightEmittingDiode，MicroLED)、微型有机发光显示器(MicroOrganic Light Emitting Display，Micro OLED)等。对于AR眼镜来说，小体积、高效率是至关重要的参数。光学组合器的作用是将实际环境光线和图像光线进行组合，使得人眼同时能够观察到环境和光机产生的图像信息。
[0029]AR设备中的光机系统用于生成投影显示图像，基于LC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种投影显示系统，其特征在于，包括：光波导，用于限制光束在空间的传播路径，包括第一表面以及第二表面，所述光波导的第一表面上设有耦出区，所述耦出区用于将所述光波导内传播的光线耦出，所述耦出区具备偏振选择特性；空间光调制器，位于所述耦出区的一侧，用于对光线进行调制，生成具有偏振态的图像光；偏振片，位于所述光波导的第二表面一侧，用于反射第一偏振态的光，透射第二偏振态的光；以及投影镜头，位于所述耦出区与所述空间光调制器之间，用于将所述图像光转换成影像。2.如权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，还包括：光源，用于向所述光波导发出偏振光线。3.如权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述耦出区与所述投影镜头的出瞳相对设置，所述耦出区与投影镜头的出瞳在垂直于所述耦出区方向上的投影重合。4.如权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述耦出区与所述投影镜头的出瞳之间设有夹角。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：严子深，赵永顺，弓殷强，赵鹏，李屹，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：