[实用新型]用于增强现实的光学系统及头戴式增强现实设备

说明书

本实用新型提供一种用于增强现实的光学系统及头戴式增强现实设备，用于增强现实的光学系统包括图像单元、第一光学单元和第二光学单元；所述图像单元用于发出图像光线至所述第一光学单元；所述第一光学单元用于将所述图像光线部分反射为第一偏振状态的第一图像光束，并将所述第一图像光束透射变换为圆偏振状态或椭圆偏振状态后传播至所述第二光学单元；所述第二光学单元用于反射所述第一图像光束至所述第一光学单元；所述第一光学单元还用于将所述第二光学单元反射的第一图像光束透射变换为第二偏振状态，并将其透射后进入人眼。相对于现有技术，本实用新型的光学系统结构简单，且能够用于头戴式增强现实设备。

技术领域

本实用新型涉及头戴式显示设备领域，特别是涉及一种用于增强现实的光学系统及头戴式增强现实设备。

背景技术

增强现实(AR，Augmented Reality)将计算机生成的虚拟图像叠加于真实场景之上并投射至人眼，使用户达到虚拟与现实融合的体验，已广泛应用在游戏、零售、教育、工业、医疗等领域。

市面常见的增强现实的光学系统过于复杂，会占用较大的空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于增强现实的光学系统，以解决现有技术中的缺点与不足。

本实用新型的一种用于增强现实的光学系统，包括：图像单元、第一光学单元和第二光学单元；

所述图像单元用于发出图像光线至所述第一光学单元；所述第一光学单元用于将所述图像光线部分反射为第一偏振状态的第一图像光束，并将所述第一图像光束透射变换为圆偏振状态或椭圆偏振状态后传播至所述第二光学单元；所述第二光学单元用于反射所述第一图像光束至所述第一光学单元；所述第一光学单元还用于将所述第二光学单元反射的第一图像光束透射变换为第二偏振状态，并将其透射后进入人眼；所述第二光学单元还用于透射环境光线，经所述第二光学单元透射的环境光线传播至所述第一光学单元并被透射后进入人眼。

相对于现有技术，本实用新型的光学系统结构简单，且能够用于头戴式增强现实设备。

在一优选或可选实施例中，所述第一光学单元包括沿图像光线发出方向依次设置的第一四分之一波片和第一偏振分光元件；所述第一偏振分光元件用于反射第一偏振状态的光、透射第二偏振状态的光；

被所述第二光学单元反射的第一图像光束依次经所述第一光学单元的第一四分之一波片和第一偏振分光元件被透射后进入人眼。

在一优选或可选实施例中，还包括第三光学单元；所述第一光学单元还用于将所述图像光线部分透射为第二偏振状态的第二图像光束，并将所述第二图像光束透射变换为圆偏振状态或椭圆偏振状态后传播至所述第三光学单元；所述第三光学单元用于反射所述第二图像光束至所述第一光学单元，所述第一光学单元还用于将所述第三光学单元反射的第二图像光束透射变换为第一偏振状态，并将其反射后再次透射变换为圆偏振状态或椭圆偏振状态，进入人眼；

所述第一光学单元还用于将所述第二光学单元反射的第一图像光束透射变换为第二偏振状态，再将其透射并变换为圆偏振状态或椭圆偏振状态后进入人眼；所述第三光学单元还用于反射干扰光线，经所述第三光学单元反射的干扰光线进入外部环境。

在一优选或可选实施例中，所述一光学单元包括沿图像光线发出方向依次设置的第一四分之一波片、第一偏振分光元件、第二偏振分光元件和第二四分之一波片，所述第一偏振分光元件和第二偏振分光元件均用于反射第一偏振状态的光、透射第二偏振状态的光；所述第三光学单元包括第一半透半反元件；

被所述第二光学单元反射的第一图像光束依次经所述第一四分之一波片、第一偏振分光元件、第二偏振分光元件和第二四分之一波片被透射后进入人眼；

被所述第三光学单元反射的第二图像光束依次经所述第一光学单元的第二四分之一波片被透射，经所述第二偏振分光元件被反射，再次经所述第二四分之一波片被透射，进入人眼。