[发明专利]近眼显示光学模组及近眼显示系统

说明书

本发明提供一种近眼显示光学模组及近眼显示系统。该近眼显示系统包括近眼显示光学模组和图像显示装置。该近眼显示光学模组包括电控液晶偏振元件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、相位延迟片和反射元件。图像显示装置依次输出一待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线被第一反射放大元件和第二反射放大元件反射会聚形成的第一待显示子图像和第二待显示子图像能在用户视觉上被拼接为待显示图像。该近眼显示光学模组及近眼显示系统具有大视场、高分辨率的特点，且相对于具有传统显示光学模组的近眼显示光学模组及近眼显示系统体积较小。

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，具体而言，涉及一种近眼显示光学模组及近眼显示系统。

背景技术

增强现实(AR，Augmented Reality)是利用虚拟物体或信息对真实场景进行现实增强的技术，广泛应用于科研、军事、工业、游戏、视频、教育等各领域。目前主流的应用于增强现实的近眼显示系统，普遍采用微型图像显示器作为图像源，并配合传统显示光学模组(半反半透平面镜与传统目视光学系统)实现增强显示。受限于现有的技术和工艺水平，微型图像显示器的分辨率很难提高。并且，传统显示光学模组的显示视场与显示光学模组的体积密切相关。增大显示视场，传统显示光学模组的体积会随之剧增。因此，目前主流的应用于增强现实的近眼显示系统具有分辨率低，以及视场小或体积大的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大视场高分辨率的紧凑型的近眼显示光学模组及近眼显示系统，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明较佳实施例提供一种近眼显示光学模组，包括电控液晶偏振元件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、相位延迟片和反射元件；

图像显示装置依次输出待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线，其中，第一束子图像光线和第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束，每幅待显示图像包括第一待显示子图像和第二待显示子图像，所述第一束子图像光线与第一待显示子图像对应，所述第二束子图像光线与第二待显示子图像对应；

所述电控液晶偏振元件设置于图像显示装置的出射光路上，用于在施加控制电压后，将入射的第一束子图像光线或第二束子图像光线的偏振方向改为第二线性偏振方向，所述第二线性偏振方向和第一线性偏振方向正交；

所述第一反射放大元件和第二反射放大元件依次设置于电控液晶偏振元件的出射光路上，为偏振敏感型反射会聚元件，分别用于使第一束子图像光线在人眼形成所述第一待显示子图像和使第二束子图像光线在人眼形成所述第二待显示子图像；

所述相位延迟片设置于第二反射放大元件和反射元件之间，用于将第二束子图像光线的偏振方向转换为椭圆偏振方向或圆偏振方向，以及将从反射元件反射回来的椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线的偏振方向转换为非第一线性偏振方向或非第二线性偏振方向；

所述图像显示装置输出完待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线后，在人眼形成的所述第一待显示子图像和第二待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像；

真实世界环境光线穿过所述近眼显示光学模组进入人眼形成环境图像。

可选地，所述近眼显示光学模组还包括设置在所述相位延迟片和反射元件之间的第一光学器件，所述第一光学器件的折射透射焦面与所述反射元件的反射平面共面。

可选地，所述近眼显示光学模组还包括设置在电控液晶偏振元件和第一反射放大元件之间的在施加控制电压时对平行光束进行会聚的电控光学器件，并且设置所述反射元件的反射工作面具有对平行光束会聚的功能。