本技術(shù)實(shí)施例涉及光學(xué)，特別涉及一種光學(xué)系統(tǒng)和近眼顯示設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、目前隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmented?reality，ar)顯示技術(shù)逐漸被越來(lái)越多的人所了解，并且在現(xiàn)實(shí)生活中有著越來(lái)越多的應(yīng)用。

2、成像系統(tǒng)是ar技術(shù)的核心部分之一，為了便于成像系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通常使用偏振分光棱鏡(polarization?beamsplitter，pbs)對(duì)光路進(jìn)行折疊設(shè)計(jì)，但是由于pbs的偏振分光特性，導(dǎo)致非偏振光進(jìn)入pbs后必將有一半以上的能量損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型提供一種光學(xué)系統(tǒng)和近眼顯示設(shè)備，能減少非偏振光的能量損失。

2、第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)包括：顯示模塊、第一整形模塊、偏振分光棱鏡、第一反射模塊和第二反射模塊。所述第一整形模塊的入光側(cè)設(shè)于所述顯示模塊的出光側(cè)，所述第一整形模塊的出光側(cè)、所述偏振分光棱鏡和所述第二反射模塊依次沿第一方向設(shè)置，所述第一反射模塊和所述偏振分光棱鏡依次沿第二方向設(shè)置，所述第一方向不平行于所述第二方向；其中，所述顯示模塊用于輸出帶有圖像信息的光束；所述第一整形模塊用于接收所述光束，并轉(zhuǎn)折所述光束或整形所述光束后輸出至所述偏振分光棱鏡；所述偏振分光棱鏡用于反射所述光束中的第一偏振光至所述第一反射模塊，以及透射所述光束中的第二偏振光至所述第二反射模塊；所述第一反射模塊用于基于所述第一偏振光反射第三偏振光至所述偏振分光棱鏡，所述第三偏振光的偏振態(tài)與所述第二偏振光的偏振態(tài)相同；所述第二反射模塊用于基于所述第二偏振光反射第四偏振光至所述偏振分光棱鏡，所述第四偏振光的偏振態(tài)與所述第一偏振光的偏振態(tài)相同；所述偏振分光棱鏡還用于透射所述第三偏振光以及反射所述第四偏振光。

3、在一些實(shí)施例中，若所述第一整形模塊用于轉(zhuǎn)折所述光束，則所述第一整形模塊包括第一棱鏡，所述第一棱鏡包括入光面、出光面和至少一個(gè)轉(zhuǎn)折面；所述入光面設(shè)于所述顯示模塊的出光側(cè)，所述出光面、所述偏振分光棱鏡和所述第二反射模塊依次沿所述第一方向設(shè)置；其中，所述第一棱鏡用于通過(guò)所述入光面接收所述光束，并通過(guò)至少一個(gè)所述轉(zhuǎn)折面轉(zhuǎn)折所述光束至所述出光面。

4、在一些實(shí)施例中，所述偏振分光棱鏡包括第二棱鏡與第三棱鏡；所述第二棱鏡與所述第三棱鏡貼合形成偏振分光面，所述出光面、所述第二棱鏡、所述偏振分光面、所述第三棱鏡和所述第二反射模塊依次沿所述第一方向設(shè)置，所述第一反射模塊、所述第二棱鏡、所述偏振分光面和所述第三棱鏡依次沿所述第二方向設(shè)置。

5、在一些實(shí)施例中，所述第一棱鏡與所述第二棱鏡為一體結(jié)構(gòu)。

6、在一些實(shí)施例中，若所述第一整形模塊用于整形所述光束，則所述第一整形模塊包括第一透鏡；所述第一透鏡設(shè)于所述顯示模塊和所述偏振分光棱鏡之間。

7、在一些實(shí)施例中，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括第二整形模塊；所述第一反射模塊、所述偏振分光棱鏡和所述第二整形模塊依次沿所述第二方向設(shè)置，其中，所述第二整形模塊用于接收所述第三偏振光和所述第四偏振光，并對(duì)所述第三偏振光和所述第四偏振光進(jìn)行整形。

8、在一些實(shí)施例中，所述第一反射模塊包括第一四分之一波片和第一反射透鏡。所述第一反射透鏡、所述第一四分之一波片和所述偏振分光棱鏡依次沿所述第二方向設(shè)置。

9、在一些實(shí)施例中，所述第二反射模塊包括第二四分之一波片和第二反射透鏡。所述第一整形模塊的出光側(cè)、所述偏振分光棱鏡、所述第二四分之一波片和所述第二反射透鏡依次沿所述第一方向設(shè)置。

10、第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種近眼顯示設(shè)備，該近眼顯示設(shè)備包括：光波導(dǎo)、以及如第一方面任意一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)。所述光波導(dǎo)的耦入口與所述光學(xué)系統(tǒng)的出光側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置。

11、在一些實(shí)施例中，所述光波導(dǎo)為陣列光波導(dǎo)。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種光學(xué)系統(tǒng)和光波導(dǎo)，該光學(xué)系統(tǒng)包括：顯示模塊、第一整形模塊、偏振分光棱鏡、第一反射模塊和第二反射模塊。第一整形模塊的入光側(cè)設(shè)于顯示模塊的出光側(cè)，第一整形模塊的出光側(cè)、偏振分光棱鏡和第二反射模塊依次沿第一方向設(shè)置，第一反射模塊和偏振分光棱鏡依次沿第二方向設(shè)置，第一方向不平行于第二方向；其中，顯示模塊用于輸出帶有圖像信息的光束；第一整形模塊用于接收光束，并轉(zhuǎn)折光束或整形光束后輸出至偏振分光棱鏡；偏振分光棱鏡用于反射光束中的第一偏振光至第一反射模塊，以及透射光束中的第二偏振光至第二反射模塊；第一反射模塊用于基于第一偏振光反射第三偏振光至偏振分光棱鏡，第三偏振光的偏振態(tài)與第二偏振光的偏振態(tài)相同；第二反射模塊用于基于第二偏振光反射第四偏振光至偏振分光棱鏡，第四偏振光的偏振態(tài)與第一偏振光的偏振態(tài)相同；偏振分光棱鏡還用于透射第三偏振光以及反射第四偏振光。在該光學(xué)系統(tǒng)中，顯示模塊輸出的非偏振光光束，經(jīng)過(guò)偏振分光棱鏡、第一反射模塊和第二反射模塊后，最終可使第一偏振態(tài)和第二偏振態(tài)的光束均沿第二方向出射，可提高對(duì)非偏振光的能量利用效率，減少非偏振光的能量損失。

技術(shù)特征：

1.一種光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括：顯示模塊、第一整形模塊、偏振分光棱鏡、第一反射模塊和第二反射模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，若所述第一整形模塊用于轉(zhuǎn)折所述光束，則所述第一整形模塊包括第一棱鏡，所述第一棱鏡包括入光面、出光面和至少一個(gè)轉(zhuǎn)折面；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振分光棱鏡包括第二棱鏡與第三棱鏡；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一棱鏡與所述第二棱鏡為一體結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，若所述第一整形模塊用于整形所述光束，則所述第一整形模塊包括第一透鏡；

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括第二整形模塊；

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一反射模塊包括第一四分之一波片和第一反射透鏡；

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二反射模塊包括第二四分之一波片和第二反射透鏡；

9.一種近眼顯示設(shè)備，其特征在于，包括：光波導(dǎo)、以及如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的近眼顯示設(shè)備，其特征在于，所述光波導(dǎo)為陣列光波導(dǎo)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供一種光學(xué)系統(tǒng)和光波導(dǎo)，包括：顯示模塊、第一整形模塊、偏振分光棱鏡、第一反射模塊和第二反射模塊。第一整形模塊的入光側(cè)設(shè)于顯示模塊的出光側(cè)，第一整形模塊的出光側(cè)、偏振分光棱鏡和第二反射模塊依次沿第一方向設(shè)置，第一反射模塊和偏振分光棱鏡依次沿第二方向設(shè)置，第一方向不平行于第二方向；在該光學(xué)系統(tǒng)中，顯示模塊輸出的非偏振光光束，經(jīng)過(guò)偏振分光棱鏡、第一反射模塊和第二反射模塊后，最終可使第一偏振態(tài)和第二偏振態(tài)的光束均沿第二方向出射，可提高對(duì)非偏振光的能量利用效率，減少非偏振光的能量損失。

技術(shù)研發(fā)人員：唐笑運(yùn),馬國(guó)斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳瓏璟光電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240301
技術(shù)公布日：2025/1/6