[发明专利]光学装置和波导显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别涉及光学装置和波导显示装置。

背景技术

随着科学技术的发展，增强现实显示装置越来越受到人们的重视。为了使增强现实显示装置能够适应不同使用者，并保证在剧烈运动过程中仍然不会出现图像缺失，增强现实显示装置需要具备较大的出瞳直径，同时还要求增强现实显示装置小型化、轻量化。

然而，在现有技术中，一般通过增大图像源的体积、中继光学系统的直径等方式来实现增强现实显示装置的大出瞳、大视场等目的，这使得显示装置的体积重量大幅上升。另外，为了获得较好的显示效果，中继系统透镜组镜片需要离轴倾斜，这使光学畸变及像差等变大，系统设计和系统优化的难度极大提高。

发明内容

本发明实施例提供了一种光学装置和波导显示装置。旨在解决头戴式显示装置中图像源体积较大，以及中继光学系统设计复杂度高的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种光学装置，包括图像源，中继光学系统，光学处理系统，其中，

图像源，用于显示图像；

中继光学系统，用于将图像源显示的图像射向光学处理系统，并成像至无穷远处；

光学处理系统，用于将同一方向的入射光，依次射向至少两个预设方向。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种全息聚合物弥散液晶HPDLC光学装置，包括图像源，中继光学系统，层叠设置的第一HPDLC层和第二HPDLC层，控制器，其中：

图像源，用于显示图像；

中继光学系统，用于将图像源显示的图像射向第一HPDLC层和第二HPDLC层，并成像至无穷远处；

第一HPDLC层和第二HPDLC层与中继光学系统的轴向垂直，且第一HPDLC层和第二HPDLC层的衍射光方向相反；

控制器，用于控制向第一HPDLC层和第二HPDLC层施加电场。

根据本发明实施例的第三方面，提供了一种空间光调制器光学装置，包括图像源，中继光学系统，空间光调制器，控制器，其中，

图像源，用于显示图像；

中继光学系统，用于将图像源显示的图像射向空间光调制器，并成像至无穷远处；

控制器，用于控制空间光调制器对出射光进行调制。

根据本发明实施例的第四方面，提供了一种波导显示装置，包括图像源，中继光学系统，输入耦合器，波导，输出耦合器，光学处理系统，其中，

图像源，用于显示图像；

中继光学系统，用于将图像源显示的图像射向光学处理系统，并成像至无穷远处；

光学处理系统，用于将同一方向的入射光，依次射向至少两个预设方向；

输入耦合器，用于将光学处理系统的出射光耦入波导；

输出耦合器，用于将波导内传播的光耦出。

根据本发明实施例的第五方面，提供了一种波导显示装置，包括图像源，中继光学系统，输入耦合器，波导，输出耦合器，层叠设置的第一HPDLC层和第二HPDLC层，控制器，其中，

图像源，用于显示图像；

中继光学系统，用于将图像源显示的图像射向第一HPDLC层和第二HPDLC层，并成像至无穷远处；

第一HPDLC层和第二HPDLC层与中继光学系统的轴向垂直，且第一HPDLC层和第二HPDLC层的衍射光方向相反；

控制器，用于控制向第一HPDLC层和第二HPDLC层施加电场。

输入耦合器，用于将第一HPDLC层和第二HPDLC层的出射光耦入波导；

输出耦合器，用于将波导内传播的光耦出。

根据本发明实施例的第六方面，提供了一种波导显示装置，提供了一种波导显示装置，包括图像源，中继光学系统，输入耦合器，波导，输出耦合器，空间光调制器，控制器，其中，

图像源，用于显示图像；

中继光学系统，用于将图像源显示的图像射向空间光调制器，并成像至无穷远处；

控制器，用于控制空间光调制器对出射光进行调制。

输入耦合器，用于将空间光调制器的出射光耦入波导；

输出耦合器，用于将波导内传播的光耦出。