[發明專利]光學成像系統及頭戴式顯示設備

在審

• 申請號: 202110258261.3
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112925102A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 韓昕彥
• 申請（專利權）人: 南京愛奇藝智能科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B27/28
• 代理公司: 北京繪聚高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11832
• 代理人: 羅碩

本發明提供了一種光學成像系統及頭戴式顯示設備，該光學成像系統包括第一1/4波片，用于將第一類型偏振光轉換為圓偏振光；半透半反鏡，用于透射一部分圓偏振光，反射另一部分圓偏振光；第二1/4波片，用于將半透半反鏡透射的圓偏振光轉換為第二類型偏振光，以及將半透半反鏡反射的圓偏振光轉換為第一類型偏振光；分光單元，具有入射面、第一分光面和第二分光面，第一分光面和第二分光面對稱設置在雙目中軸線的兩側，第一分光面和第二分光面均配置為透射第一類型偏振光以及反射第二類型偏振光，本申請利用偏振原理，能夠使光路多次反射折疊；從而大幅縮短顯示器到人眼的距離，減小了光學成像系統的體積。

技術領域

本發明涉光學成像技術領域，具體涉及一種光學成像系統及頭戴式顯示設備。

背景技術

人眼在觀察現實世界的時候，依靠雙目視差產生立體視覺。依據該原理，科研人員研究出頭戴式顯示設備，例如，VR(Virtual Reality，虛擬現實)產品和AR(AugmentedReality，增強現實)產品，以實現3D顯示。

現有技術的頭戴式顯示設備中，由于光路成像系統的結構設計并不是很成熟，從屏幕到人眼的距離較長，造成頭戴式顯示設備的體積過大，空間浪費嚴重。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光學成像系統及頭戴式顯示設備，以解決現有技術存在的屏幕到人眼的距離較長、造成體積過大，空間浪費嚴重的問題。

基于上述目的，第一方面，本申請提供的一種光學成像系統，包括：

第一1/4波片，用于將第一類型偏振光轉換為圓偏振光；

半透半反鏡，用于透射一部分圓偏振光，反射另一部分圓偏振光；

第二1/4波片，用于將所述半透半反鏡透射的所述圓偏振光轉換為第二類型偏振光，以及將所述半透半反鏡反射的所述圓偏振光轉換為第一類型偏振光；

分光單元，具有入射面、第一分光面和第二分光面，所述第一分光面和所述第二分光面對稱設置在雙目中軸線的兩側，所述第一分光面和所述第二分光面均配置為透射所述第一類型偏振光，以及反射所述第二類型偏振光，

所述第一類型偏振光依次經所述第一1/4波片、所述半透半反鏡透射及所述第二1/4波片后轉換為第二類型偏振光，所述第二類型偏振光經過入射面進入所述分光單元，經過所述第一分光面、所述第二分光面的反射作用后，所述第二類型偏振光再次經所述第二1/4波片變為圓偏振光，所述圓偏振光經所述半透半反鏡反射后再次經過所述第二1/4波片后轉換為第一類型偏振光，所述第一類型偏振光最后經所述第二分光面透射至人眼觀察位置。

進一步的，光學成像系統包括：

顯示器，用于向所述第一1/4波片發射偏振光線，所述顯示器設置兩個，并且與人眼觀察位置對應布置，非偏振發光顯示器可通過增加偏振片來獲得偏振光線。

進一步的，光學成像系統包括：

顯示放大單元，顯示放大單元對稱分布在雙目中軸線兩側；所述雙目中軸線為雙目正視屏幕時，雙目中心連線的中點位置的法線。

進一步的，光學成像系統包括：

顯示放大單元，顯示放大單元設置在所述顯示器和所述第一1/4波片之間位置。

進一步的，光學成像系統包括：

顯示放大單元，顯示放大單元設置在所述第一1/4波片之間和所述半透半反鏡之間位置。

進一步的，所述第一分光面和所述第二分光面設置為平面。

進一步的，所述第一分光面和所述第二分光面設置為曲面。

進一步的，所述半透半反鏡為平面鏡或者曲面鏡。