[發明專利]投影系統以及AR顯示設備

在審

• 申請號: 202010745278.7
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111694211A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 孔玉微;丁毅;魏一振;張卓鵬
• 申請（專利權）人: 杭州光粒科技有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G02B27/01
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 薛嬌

本發明公開了一種投影系統，包括自發光圖像源，設置在自發光圖像源的輸出光路上的聚光透鏡；設置在聚光透鏡的輸出光路上的偏振分束器，設置在偏振分束器的輸出光路上的偏振轉換元件，設置在偏振轉換元件出射光路上的曲面反光元件；聚光透鏡對自發光圖像源的發散光線進行匯聚后，光線依次經過偏振分束器和偏振轉換元件入射至曲面反光元件轉換為平行光后輸出。本申請中的投影系統中，本身具有發光功能的自發光圖像源，并利用聚光透鏡、偏振分束器、偏振轉換元件、曲面反光元件配合作用將自發光圖像源的發散光轉換為平行光輸出，進而減小投影系統的光路占用的空間體積，利于投影系統和AR顯示設備的小型化發展。

技術領域

本發明涉及投影設備技術領域，特別是涉及一種投影系統以及AR顯示設備。

背景技術

增強現實(AR，Augmented Reality)，是通過計算機系統提供的信息增加用戶對現實世界感知的技術，將虛擬的信息應用到真實世界，并將計算機生成的虛擬物體、場景或系統提示信息疊加到真實場景中，從而實現對現實的增強。

AR通常是以透過式頭盔或眼鏡顯示系統的形式來實現的，為了更好的用戶體驗，提升用戶佩戴AR頭戴設備的舒適性，要求AR頭戴顯示裝置要輕量化、小型化。現有的AR顯示設備中用于投射信息的投影光機設計復雜，價格昂貴，使之成為消費級產品比較困難，且使用AR顯示設備的舒適性也相對較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種投影系統以及AR顯示設備，減小投影系統的所占的空間體積，進而有利于使用該投影系統的AR顯示設備的小型化發展。

為解決上述技術問題，本發明提供一種投影系統，包括自發光圖像源，設置在所述自發光圖像源的輸出光路上的聚光透鏡；設置在所述聚光透鏡的輸出光路上的偏振分束器，設置在所述偏振分束器的輸出光路上的偏振轉換元件，設置在所述偏振轉換元件出射光路上的曲面反光元件；

其中，所述聚光透鏡用于對所述自發光圖像源輸出的發散光線進行匯聚，并將匯聚后的光線入射至所述偏振分束器；所述偏振分束器用于將入射的光線向所述偏振轉換元件輸出，并經過所述偏振轉換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將經過所述偏振轉換元件入射的光線轉換為平行光并反射至所述偏振轉換元件，經過所述偏振分束器輸出；

所述偏振轉換元件用于將兩次透射所述偏振轉換元件的偏振光的偏振方向改變90度。

在本申請的一種可選地實施例中，所述偏振分束器的第一表面為所述聚光透鏡輸出光線的入射面；

所述偏振轉換元件包括正對于所述偏振分束器的第二表面設置的第一偏振轉換元件和正對所述偏振分束器的第三表面設置的第二偏振轉換元件；

所述曲面反射元件包括設置在所述第一偏振轉換元件背離所述偏振分束器的一側的第一曲面反射元件，和設置在所述第二偏振轉換元件背離所述偏振分束器一側的第二曲面反射元件。

在本申請的一種可選地實施例中，所述聚光透鏡用于將所述自發光圖像源輸出的發散光束轉換為匯聚光束；

所述曲面反光元件為凸曲面反光元件。

在本申請的一種可選地實施例中，所述凸面反射鏡為一側為平面另一側為凹曲面的凹透鏡，且所述凹透鏡的凹曲面設有反光膜層的；

兩個所述偏振轉換元件分別貼合所述偏振分束器的第一表面和第二表面設置，兩個所述凹透鏡的平面表面分別貼合兩個所述偏振轉換元件設置。

在本申請的一種可選地實施例中，所述聚光透鏡用于將所述自發光圖像源輸出的發散光束轉換為發散度更小的發散光束，所述曲面反光元件為凹曲面反光元件。

在本申請的一種可選地實施例中，所述凹面反射鏡為一側為平面另一側為凸曲面的凸透鏡，且所述凸透鏡的凸曲面上設置有反光膜層；