[发明专利]光学系统和增强现实设备在审
申请号: | 202010245688.5 | 申请日: | 2020-03-31 |
公开(公告)号: | CN111308716A | 公开(公告)日: | 2020-06-19 |
发明(设计)人: | 肖冰 | 申请(专利权)人: | 优奈柯恩(北京)科技有限公司 |
主分类号: | G02B27/01 | 分类号: | G02B27/01;G02B27/28 |
代理公司: | 北京国昊天诚知识产权代理有限公司 11315 | 代理人: | 许振新 |
地址: | 100086 北京市海淀区北三环西路43号院2号楼12层1201A、1201B、*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 光学系统 增强 现实 设备 | ||
1.一种光学系统,其特征在于,包括:图像单元、第一半反半透元件、分束器、四分之一波片和第一偏光片,其中:
所述图像单元、所述第一半反半透元件、所述分束器、所述四分之一波片和所述第一偏光片沿第一光路依次设置,所述第一偏光片透射第二偏振态的光;
在所述第一光路中,图像光线由所述图像单元发出,并依次经所述第一半反半透元件部分反射,经所述分束器反射,经所述第一半反半透元件部分透射,经所述四分之一波片透射,经所述第一偏光片变换为第二偏振态的光之后透射;
所述第一偏光片、所述四分之一波片和所述第一半反半透元件沿第二光路依次设置,所述第一偏光片不透射第一偏振态的光;
在所述第二光路中,干扰光线经所述第一偏光片变换为第二偏振态的光,所述第二偏振态的光经所述四分之一波片变换为第一旋转方向的第三偏振态的光,所述第一旋转方向的第三偏振态的光经所述第一半反半透元件变换为第二旋转方向的第三偏振态的光,所述第二旋转方向的第三偏振态的光经所述四分之一波片变换为第一偏振态的光之后透射至所述第一偏光片;
其中,所述第一偏振态的光和所述第二偏振态的光的偏振方向正交,所述第三偏振态的光由所述第一偏振态的光和所述第二偏振态的光合成。
2.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,
所述分束器、所述第一半反半透元件、所述四分之一波片和所述第一偏光片沿第三光路依次设置;
在第三光路中,环境光线依次经所述分束器透射,经所述第一半反半透元件部分透射,经所述四分之一波片透射,经所述第一偏光片变换为所述第二偏振态的光并透射。
3.根据权利要求2所述的光学系统,其特征在于,所述分束器为偏振分光膜;
所述偏振分光膜,用于将所述环境光线变换为所述第二偏振态的光并透射;
所述第二偏振态的光依次经所述第一半反半透元件部分透射,经所述四分之一波片变换为所述第一旋转方向的第三偏振态的光,所述第一旋转方向的第三偏振态的光经所述第一偏光片变换为所述第二偏振态的光并透射。
4.根据权利要求3所述的光学系统,其特征在于,
所述偏振分光膜,用于将经所述第一半反半透元件部分反射的图像光线变换为所述第一偏振态的光并反射;
所述第一偏振态的光依次经所述第一半反半透元件部分透射,经所述四分之一波片变换为所述第二旋转方向的第三偏振态的光并透射,所述第二旋转方向的第三偏振态的光经所述第一偏光片变换为所述第二偏振态的光并透射。
5.根据权利要求2所述的光学系统,其特征在于,所述分束器为第二半反半透元件;
所述第二半反半透元件,用于部分透射所述环境光线。
6.根据权利要求5所述的光学系统,其特征在于,
所述第二半反半透元件,用于部分反射经所述第一半反半透元件部分反射的图像光线。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统还包括:第二偏光片;
所述图像单元、所述第二偏光片、所述第一半反半透元件沿第四光路依次设置,所述第二偏光片透射所述第一偏振态的光;
在所述第四光路中,所述图像单元发出的图像光线经依次所述第二偏光片变换为所述第一偏振态的光,经所述第一半反半透元件部分反射。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的光学系统,其特征在于,所述图像单元包括显示屏;
所述显示屏,用于发出所述图像光线。
9.根据权利要求8所述的光学系统,其特征在于,所述图像单元还包括透镜组,所述透镜组包括至少一个透镜;
所述透镜组,用于折射所述显示屏发出的所述图像光线。
10.一种增强现实设备,其特征在于,所述增强现实设备包括:显示设备和权利要求1~9中任一项所述的光学系统;
所述显示设备用于接收所述光学系统发送的光线,并生成投影图像。
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