[发明专利]一种光学系统及显示设备

说明书

本发明涉及光学显示设备技术领域，尤其涉及一种光学系统及显示设备。包括：偏振分光器用于透射第一偏振光并反射第二偏振光，第一光线调整组件，设置于偏振分光器的第一侧，以及第二光线调整组件，设置于偏振分光器的第二侧。由于在光学系统中，透射的光线偏折效率要远低于反射，同时现有的以透射为主的光学系统中光线仅通过透镜一次，而本发明中的光学系统中由于第一光线调整组件及第二光线调整组件具有反射功能。由此，通过反射与折射相配合可以对光路进行更大幅度的折转，进而使得本发明的光学系统可以更大幅度的压缩光学系统的总长度及体积。

技术领域

本发明涉及光学显示设备技术领域，尤其涉及一种光学系统及显示设备。

背景技术

增强现实技术（AR）的显示设备，可以将虚拟信息与人眼可见的真实世界巧妙融合。虚拟现实技术（VR）的显示设备，可以虚拟信息模拟环境给人以沉浸感体验。

AR/VR显示设备的光学模组可以通过透镜系统或棱镜光学系统，将显示器件（LCD、OLED等）上的图像放大，直接或者间接通过导光器件（光波导，棱镜波导等）投射到人眼的视网膜上，最终给观看者呈现出一种有一定距离感的大屏图像。为了提供良好的用户体验，需要提供较大的视场角、高成像质量、小尺寸。

在现有的AR/VR显示设备中，主要包含有透镜或棱镜等光学镜片、光学功能膜层、显示器等，在传统光学系统中，一般仅使用透视型光学透镜系统。而该形式的光学透镜系统普遍存在着体积过大、总长过长（光学系统长度过长）的问题，由此，使得这些头戴显示设备很难同时具有便携性，从而限制了头戴显示设备的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光学系统及显示设备，至少部分解决现有技术中存在的问题。

根据本发明的第一个方面，提供了一种光学系统，包括：

偏振分光器，用于透射第一偏振光并反射第二偏振光，第一偏振光与第二偏振光的偏振方向相互垂直；

第一光线调整组件，设置于偏振分光器的第一侧，第一侧为第一偏振光从偏振分光器透射出来的一侧；第一光线调整组件用于将第一偏振光转变为第一子偏振光，并将第一子偏振光再次反射至偏振分光器中，第一子偏振光与第一偏振光的偏振方向相互垂直；以及

第二光线调整组件，设置于偏振分光器的第二侧，第二侧为第二偏振光从偏振分光器透射出来的一侧；第二光线调整组件用于将第二偏振光转变为第二子偏振光，并将第二子偏振光再次反射至偏振分光器中，第二子偏振光与第二偏振光的偏振方向相互垂直。

根据本发明的第二个方面，提供了一种显示设备，包括：

如上述光学系统；以及壳体，光学系统设置于壳体内。

在现有的光学系统中，显示器发出的光需要逐次经过多个透镜，经过多个透镜的折射调整后，最终到达人眼或者光学导光器件。

相比较现有的光学系统而言，本发明中的光学系统，从物侧到像侧光线依次由显示源射入偏振分光器，再由偏振分光器分别将第一偏振光及第二偏振光射入第一光线调整组件及第二光线调整组件中，然后再经过第一光线调整组件及第二光线调整组件对偏振方向进行调整后，再反射进入偏振分光器进行最终的合成，最后在进入人眼。

由于在光学系统中，通过折射来对光线造成偏折的角度要远低于通过反射来对光线造成偏折的角度，同时现有的以折射为主的光学系统中光线仅通过透镜一次，而本发明中的光学系统中由于第一光线调整组件及第二光线调整组件具有反射功能，所以光线在经过第一光线调整组件及第二光线调整组件调整后，可再次射入偏振分光器中进行调整。由此，通过反射可以对光路进行更大幅度的折转，进而使得本发明的光学系统可以更大幅度的压缩光学系统的总长度及体积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。