[实用新型]一种光学系统及装配该光学系统的头戴式显示装置

权利要求书

1.一种光学系统，位于图像生成单元和图像接收器之间，其特征在于，该光学系统包括：

透镜，用于对图像生成单元生成的图像光信息形成预定的焦距；

分光组件，用于使图像生成单元生成的图像光信息中的目标光线往返多次经过透镜后进入图像接收器，包括第一分光器和第二分光器，第一分光器位于透镜和图像生成单元之间，第二分光器位于透镜和图像接收器之间；

光调制组件，用于调制入射的偏振光的偏振态；以及

偏振过滤器，用于阻挡图像生成单元生成的图像光信息中的杂散光线进入图像接收器。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，第一分光器用于透射具有第一偏振态的光并且反射具有与第一偏振态正交的第二偏振态的光。

3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，第一分光器是透镜靠近图像生成单元一侧镀有偏振分光膜的表面或者是位于透镜和图像生成单元之间的偏振分光片。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，第二分光器用于对入射的光线透射其中一部分而且反射其余部分。

5.根据权利要求4所述的光学系统，其特征在于，第二分光器是半透半反镜。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，图像生成单元生成的图像光信息是偏振光，或者该光学系统还包括位于图像生成单元和第一分光器之间的偏振形成器，用于保留与其透光轴平行的线偏振光。

7.根据权利要求6所述的光学系统，其特征在于，偏振形成器是偏振片。

8.根据权利要求7所述的光学系统，其特征在于，作为偏振形成器的偏振片的透光轴与图像生成单元发出的偏振光或图像生成单元发出的光线经第一次偏振形成的偏振光的偏振方向垂直。

9.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，光调制组件包括位于透镜和第二分光器之间的第一光调制器和位于第二分光器和偏振过滤器之间的第二光调制器。

10.根据权利要求9所述的光学系统，其特征在于，第一光调制器是相位可变延时器或四分之一波片。

11.根据权利要求10所述的光学系统，其特征在于，第一光调制器的快轴与图像生成单元发出的偏振光或图像生成单元发出的光线经第一次偏振形成的偏振光的偏振方向夹角为45°。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的光学系统，其特征在于，第二光调制器是相位可变延时器或四分之一波片。

13.根据权利要求12所述的光学系统，其特征在于，第二光调制器的快轴与第一光调制器的快轴垂直。

14.根据权利要求12所述的光学系统，其特征在于，相位可变延时器用于对入射的特定波长的光产生相位延时。

15.根据权利要求14所述的光学系统，其特征在于，相位可变延时器对入射的特定波长的光产生四分之一波长或等效四分之一波长的相位延时。

16.根据权利要求12所述的光学系统，其特征在于，相位可变延时器产生相位延时的光的波长由相位可变延时器的电压或电流确定。

17.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，偏振过滤器是偏振片。

18.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，透镜、分光组件、光调制组件以及偏振过滤器贴附形成透镜组。

19.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，透镜为多个透镜组合的透镜组。

20.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，透镜两侧面型分别为平面、球面、非球面或自由曲面中的任一种。

21.一种头戴式显示装置，其特征在于，包括如上述任一项权利要求所述的光学系统和位于同一光轴上的图像生成单元。

22.根据权利要求21所述的头戴式显示装置，其特征在于，图像生成单元生成的图像为单色或彩色图像。

23.根据权利要求21所述的头戴式显示装置，其特征在于，图像生成单元为硅基液晶三色投影装置。