[发明专利]一种具有折叠光路的光学显示系统及AR设备

说明书

本发明提供了一种具有折叠光路的光学显示系统及AR设备，属于光学成像技术领域，该光学显示系统包括显示器、第一光学系统组件和第二光学系统组件，第一光学系统组件设置于显示器的出光光路上，第二光学系统组件包括第一光学镜片和第二光学镜片，第一光学镜片设置于第一光学系统组件的出光光路上，第二光学镜片设置于第一光学镜片的反射光光路上，第一光学镜片的光轴与第一光学系统组件的出光光路形成夹角β，其满足20°≤β≤70°；其体积小，成像质量好，视场角范围大。该AR设备，可通过调节系统适配不同近视程度的人使用。

技术领域

本发明属于光学成像技术领域，具体涉及一种具有折叠光路的光学显示系统及AR设备。

背景技术

增强现实(AR,Augmented Reality)是通过光学器件结合计算机技术将现实世界与虚拟世界叠加在一起的一种技术，该技术可以实现用户同时与现实世界和虚拟世界进行互动，可带给用户全新的交互体验。穿透式光学显示系统是增强现实领域的核心技术之一。目前使用增强显示技术的可穿戴设备已广泛应用在游戏、零售、教育、工业,医疗等领域。

目前，穿透式光学显示技术可以分为几何光学方案为主的：Birdbath、普通反射棱镜、自由曲面棱镜等方案和以衍射光学为主的阵列光波导、衍射光波导等方案。其中以几何光学方案为主的思路，相比衍射方案具有技术成熟，器件加工方便，组装公差要求小等特点，但是这一类方案受限于光源器件以及AR系统整体尺寸、重量、价格的要求，普遍存在尺寸、价格、视场、性能、观测距离无法兼顾的问题，且显示内容容易泄露，保密性较差；对于近视用户，还需额外添加近视镜片配合光学系统共同使用。这些缺点都降低了增强现实可穿戴设备的使用体验。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种具有折叠光路的光学显示系统，其体积小，成像质量好，视场角范围大。

本发明实施方式的又一个目的在于提供一种AR设备，其穿戴方便，能够适配近视用户，提升用户体验和沉浸感。

本发明的实施方式是这样实现的：

本发明的实施方式提供了一种具有折叠光路的光学显示系统，包括显示器、第一光学系统组件和第二光学系统组件，所述第一光学系统组件设置于所述显示器的出光光路上，所述第二光学系统组件包括第一光学镜片和第二光学镜片，所述第一光学镜片设置于所述第一光学系统组件的出光光路上，所述第二光学镜片设置于所述第一光学镜片的反射光光路上，所述第一光学镜片的光轴与所述第一光学系统组件的出光光路形成夹角β，其满足20°≤β≤70°。

可选的，所述第一光学镜片包括第一透镜、第一偏振吸收膜、第一偏振反射膜、第一相位延迟膜和第一增透膜；

所述第一偏振吸收膜设置于所述第一透镜的靠近所述第一光学系统组件的一侧，所述第一偏振反射膜设置于所述第一偏振吸收膜的远离所述第一透镜的一侧，所述第一相位延迟膜设置于所述第一偏振反射膜的远离所述第一透镜的一侧，所述第一增透膜的数量为两片且分别设置于第一相位延迟膜的远离所述第一透镜的一侧和所述第一透镜的远离所述第一偏振吸收膜的一侧；

或者，所述第一偏振吸收膜设置于所述第一透镜的远离所述第一光学系统组件的一侧，所述第一偏振反射膜设置于所述第一透镜的靠近所述第一光学系统组件的一侧，所述第一相位延迟膜设置于所述第一偏振反射膜的远离所述第一透镜的一侧，所述第一增透膜的数量为两片且分别设置于所述第一相位延迟膜的远离所述第一透镜的一侧和所述第一偏振吸收膜的远离所述第一透镜的一侧；

或者，所述第一相位延迟膜设置于所述第一透镜的远离所述第一光学系统组件的一侧，所述第一偏振反射膜设置于所述第一相位延迟膜的远离所述第一透镜的一侧，所述第一偏振吸收膜设置于所述第一偏振反射膜远离所述第一透镜的一侧，所述第一增透膜的数量为两片且分别设置于第一偏振吸收膜的远离所述第一透镜的一侧和所述第一透镜的远离所述第一光学系统组件的一侧。