[實用新型]一種光學系統及混合現實設備

有效

• 申請號: 202120429397.1
• 申請日: 2021-02-28
• 公開（公告）號: CN214335368U
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 袁俊旗;馬玉勝
• 申請（專利權）人: 南昌三極光電有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了光學系統及混合現實設備。光學系統包括：投影裝置，其用于投射兩束圖像光；基底層，其具有用于分別接收源自所述投影裝置的兩束所述圖像光的兩個側面以及用于將進入所述基底層的兩束所述圖像光進行全反射的兩個平面；以及衍射光柵層，其至少設置于所述基底層的一個平面上，用于將所述基底層中傳播的兩束所述圖像光反射衍射或透射衍射出去，其中，通過所述衍射光柵層衍射出去的目標圖像光的能量均勻分布。本實用新型實施例的光學系統及混合現實設備，可以提供更緊湊的結構，提供更好的沉浸感。

技術領域

本實用新型屬于光電子技術領域，特別涉及一種光學系統及混合現實設備。

背景技術

混合現實設備包括虛擬現實設備和增強現實設備，虛擬現實設備是只給用戶呈現虛擬圖像信息而外界環境光不能通過虛擬現實設備進入用戶眼中，增強現實設備是可以將虛擬圖像信息和外界環境光同時呈現到用戶眼中。

光波導技術作為混合現實設備中的光學系統中的一種，以其輕薄和外界光線的高穿透性的特點獲得越來越高的熱度。

實用新型內容

本申請的實施例首先提供了一種光學系統，包括：投影裝置，其用于投射兩束圖像光；基底層，其具有用于分別接收源自所述投影裝置的兩束所述圖像光的兩個側面以及用于將進入所述基底層的兩束所述圖像光進行全反射的兩個平面；以及衍射光柵層，其至少設置于所述基底層的一個平面上，用于將所述基底層中傳播的兩束所述圖像光反射衍射或透射衍射出去，其中，通過所述衍射光柵層衍射出去的目標圖像光的能量均勻分布。

在一些實施例中，當所述衍射光柵層設置在所述基底層的一個平面上時，所述衍射光柵層相對于沿預設位置點到垂直于所述衍射光柵層的方向的光柵條紋呈軸對稱分布，其中，所述預設位置點位于所述衍射光柵層上。

在一些實施例中，在通過所述衍射光柵層透射衍射出去的情況下，在所述基底層中傳輸的所述圖像光從所述衍射光柵層的邊緣到所述預設位置點的方向上，所述圖像光的透射衍射效率逐漸增加；在所述基底層中傳輸的所述圖像光從所述預設位置點到所述衍射光柵層的另一邊緣的方向上，所述圖像光的反射衍射效率逐漸減少。

在一些實施例中，所述圖像光的透射衍射效率和所述圖像光的反射衍射效率相對于沿所述預設位置點到垂直于所述衍射光柵層的方向呈軸對稱。

在一些實施例中，在所述基底層中傳輸的所述圖像光從所述衍射光柵層的邊緣到所述預設位置點的方向上，所述圖像光的透射衍射光強值為恒值；在所述基底層中傳輸的所述圖像光從所述預設位置點到所述衍射光柵層的另一邊緣的方向上，所述圖像光的反射衍射光強值小于所述透射衍射光強值。

在一些實施例中，在所述基底層中傳輸的所述圖像光從所述預設位置點到所述衍射光柵層的另一邊緣的方向上，所述圖像光的反射衍射光強值逐漸減少。

在一些實施例中，所述光學系統還包括：兩個耦合棱鏡，其分別設置于所述基底層的兩個側面上，分別用于將源自所述投影裝置的兩束所述圖像光通過兩個所述側面耦合進入所述基底層。

在一些實施例中，所述光學系統還包括：兩個反射元件，其分別設置于所述投影裝置的兩束所述圖像光對應入射至所述耦合棱鏡的光路上，用于分別將源自所述投影裝置兩束所述圖像光反射至對應的所述耦合棱鏡。

在一些實施例中，所述光學系統還包括：半反半透元件，其設置于通過所述衍射光柵層衍射出去的目標圖像光至人眼的光路上，用于將所述衍射光柵層衍射出的所述目標圖像光反射入人眼中，并且用于供環境光通過所述半反半透元件透射入人眼中。

本申請實施例還公開了一種混合現實設備，其包括數據處理模塊和上述的光學系統，所述數據處理模塊將需要顯示的圖像信息傳輸至所述光學系統的投影裝置中以顯示圖像。