[发明专利]投影系统以及AR显示设备

说明书

本发明公开了一种投影系统，包括自发光图像源，设置在自发光图像源的输出光路上的聚光透镜；设置在聚光透镜的输出光路上的偏振分束器，设置在偏振分束器的输出光路上的偏振转换元件，设置在偏振转换元件出射光路上的曲面反光元件；聚光透镜对自发光图像源的发散光线进行汇聚后，光线依次经过偏振分束器和偏振转换元件入射至曲面反光元件转换为平行光后输出。本申请中的投影系统中，本身具有发光功能的自发光图像源，并利用聚光透镜、偏振分束器、偏振转换元件、曲面反光元件配合作用将自发光图像源的发散光转换为平行光输出，进而减小投影系统的光路占用的空间体积，利于投影系统和AR显示设备的小型化发展。

技术领域

本发明涉及投影设备技术领域，特别是涉及一种投影系统以及AR显示设备。

背景技术

增强现实(AR，Augmented Reality)，是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，将虚拟的信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强。

AR通常是以透过式头盔或眼镜显示系统的形式来实现的，为了更好的用户体验，提升用户佩戴AR头戴设备的舒适性，要求AR头戴显示装置要轻量化、小型化。现有的AR显示设备中用于投射信息的投影光机设计复杂，价格昂贵，使之成为消费级产品比较困难，且使用AR显示设备的舒适性也相对较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种投影系统以及AR显示设备，减小投影系统的所占的空间体积，进而有利于使用该投影系统的AR显示设备的小型化发展。

为解决上述技术问题，本发明提供一种投影系统，包括自发光图像源，设置在所述自发光图像源的输出光路上的聚光透镜；设置在所述聚光透镜的输出光路上的偏振分束器，设置在所述偏振分束器的输出光路上的偏振转换元件，设置在所述偏振转换元件出射光路上的曲面反光元件；

其中，所述聚光透镜用于对所述自发光图像源输出的发散光线进行汇聚，并将汇聚后的光线入射至所述偏振分束器；所述偏振分束器用于将入射的光线向所述偏振转换元件输出，并经过所述偏振转换元件透射入射至所述曲面反光元件；

所述曲面反光元件用于将经过所述偏振转换元件入射的光线转换为平行光并反射至所述偏振转换元件，经过所述偏振分束器输出；

所述偏振转换元件用于将两次透射所述偏振转换元件的偏振光的偏振方向改变90度。

在本申请的一种可选地实施例中，所述偏振分束器的第一表面为所述聚光透镜输出光线的入射面；

所述偏振转换元件包括正对于所述偏振分束器的第二表面设置的第一偏振转换元件和正对所述偏振分束器的第三表面设置的第二偏振转换元件；

所述曲面反射元件包括设置在所述第一偏振转换元件背离所述偏振分束器的一侧的第一曲面反射元件，和设置在所述第二偏振转换元件背离所述偏振分束器一侧的第二曲面反射元件。

在本申请的一种可选地实施例中，所述聚光透镜用于将所述自发光图像源输出的发散光束转换为汇聚光束；

所述曲面反光元件为凸曲面反光元件。

在本申请的一种可选地实施例中，所述凸面反射镜为一侧为平面另一侧为凹曲面的凹透镜，且所述凹透镜的凹曲面设有反光膜层的；

两个所述偏振转换元件分别贴合所述偏振分束器的第一表面和第二表面设置，两个所述凹透镜的平面表面分别贴合两个所述偏振转换元件设置。

在本申请的一种可选地实施例中，所述聚光透镜用于将所述自发光图像源输出的发散光束转换为发散度更小的发散光束，所述曲面反光元件为凹曲面反光元件。

在本申请的一种可选地实施例中，所述凹面反射镜为一侧为平面另一侧为凸曲面的凸透镜，且所述凸透镜的凸曲面上设置有反光膜层；