[发明专利]显示光学系统及头戴显示设备

说明书

本申请公开了一种显示光学系统，显示光学系统包括显示组件、投影光学组件及第一光学组件，显示组件包括显示器，显示器用于沿投射光路投射虚拟影像；投影光学组件，投影光学组件包括投影偏振件，投影偏振件用于允许沿所述第一方向偏振的光线通过；第一光学组件设置在投射光路上，投影光学组件设置于显示组件与第一光学组件之间，第一光学组件反射沿第一方向偏振的光线及透射沿第二方向偏振的光线，第一方向垂直于第二方向。本申请还公开了一种头戴显示设备。本申请的显示光学系统及头戴显示设备中，虚拟影像到达第一光学组件时被第一光学组件反射，而不会有虚拟影像从第一光学组件透过，不会有光照射在用户的眼部下方，能够提高用户的使用体验。

技术领域

本申请涉及头戴式显示设备技术领域，更具体而言，涉及一种显示光学系统及头戴显示设备。

背景技术

AR眼镜是一种应用增强现实技术的可穿戴设备，人们佩戴AR眼镜，既可以看到真实环境的画面，也能看到叠加于真实环境的虚拟图像。人们使用AR眼镜时，显示系统的光线会透过AR眼镜的下侧，从而照射到用户的眼部下方，严重影响用户的使用体验且容易造成信息泄露。

发明内容

本申请实施方式提供一种显示光学系统及头戴显示设备。

本申请实施方式的显示光学系统包括显示组件、投影光学组件及第一光学组件，所述显示组件包括显示器，所述显示器用于沿投射光路投射虚拟影像；所述投影光学组件包括投影偏振件，所述投影偏振件用于允许沿所述第一方向偏振的光线通过；所述第一光学组件设置在所述投射光路上，所述投影光学组件设置于所述显示组件与所述第一光学组件之间；所述第一光学组件用于反射沿第一方向偏振的光线及透射沿第二方向偏振的光线，所述第一方向垂直于所述第二方向。

在某些实施方式中，所述第一光学组件包括第一偏振件及偏振分光件，所述第一偏振件及所述投影偏振件分别位于所述偏振分光件的相背两侧，所述偏振分光件用于反射沿所述第一方向偏振的光线及透过沿所述第二方向偏振的光线，所述第一偏振件用于允许沿所述第二方向偏振的光线通过。

在某些实施方式中，所述第一光学组件还包括第一镜体及第一增透膜，所述第一镜体设置在所述第一偏振件远离所述偏振分光件的一侧，所述第一增透膜设置在所述第一镜体远离所述第一偏振件的一侧。

在某些实施方式中，所述虚拟影像经所述第一光学组件反射为沿所述第一方向偏振的第一虚拟影像，所述显示光学系统还包括第二光学组件，所述第二光学组件包括透射反射件及第二偏振件，所述透射反射件用于透射及反射光线，所述第一虚拟影像穿过所述透射反射件形成第二虚拟影像；所述第二虚拟影像到达所述第二偏振件时，所述第二虚拟影像能够被所述第二偏振件吸收。

在某些实施方式中，所述第二光学组件还包括第一偏振转换件，所述第一偏振转换件设置在所述透射反射件靠近所述第一光学组件的一侧，所述第一偏振转换件用于转换线偏振光与圆偏振光；其中，所述第一虚拟影像先穿过所述第一偏振转换件，然后由所述透射反射件反射、再次穿过所述第一偏振转换件后为第三虚拟影像，所述第三虚拟影像沿第二方向偏振且穿过所述第一光学组件。

在某些实施方式中，所述第二光学组件还包括第二偏振转换件，所述第二偏振转换件设置于所述透射反射件及所述第二偏振件之间，所述第二偏振转换件用于转换线偏振光与圆偏振光；其中，所述第二偏振件允许沿所述第一方向偏振的光线通过，所述第一虚拟影像先后穿过所述第一偏振转换件，透过所述透射反射件、穿过所述第二偏振转换件形成所述第二虚拟影像，所述第二虚拟影像沿所述第二方向偏振且能够被所述第二偏振件吸收。

在某些实施方式中，光线穿过所述透射反射件时，被所述透射反射件反射的光线，多于被所述透射反射件透射的光线。