[实用新型]提高能量利用率的波导显示系统及AR设备

说明书

本实用新型公开了一种提高能量利用率的波导显示系统及AR设备，波导显示系统包括图像源、偏振分光棱镜、准直系统和波导基底；图像源用于产生非偏振光线，并将非偏振光线投射到偏振分光棱镜；偏振分光棱镜的分光面用于对非偏振光线进行分光处理，形成不同偏振状态的第一光路和第二光路，第一光路具有第一偏振态，第二光路具有第二偏振态，第一偏振态和第二偏振态为正交偏振态，准直系统用于对第一光路和第二光路进行准直放大，并再次通过分光面合成为第三光路；波导基底内设置反射面，入射至波导基底内的第三光路经反射面反射后入射至人眼。该技术方案中，可以将理论能量利用率提高至一倍，达到近100％，达到了对能量的充分利用。

技术领域

本实用新型涉及AR技术领域，具体涉及一种提高能量利用率的波导显示系统及AR设备。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，简称AR)是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器溶合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段，它将计算机生成的虚拟物体或关于真实物体的非几何信息叠加到真实世界的场景之上，实现了对真实世界的增强。

增强现实技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。

目前主流的增强现实显示设备大多采用光波导原理，现有AR波导显示系统大多利用偏振光，若采用非偏振光源如OLED等，则能量利用率只有约50％，导致能量的浪费。

因此，急需一种可以处理非偏振光源的波导显示系统，以克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种提高能量利用率的波导显示系统及AR设备，以解决上述现有技术存在的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型首先提供了一种提高能量利用率的波导显示系统，包括：图像源、偏振分光棱镜、准直系统和波导基底；

所述图像源用于产生非偏振光线，并将所述非偏振光线投射到所述偏振分光棱镜；

所述偏振分光棱镜包括分光面；所述分光面用于对入射至所述偏振分光棱镜的所述非偏振光线进行分光处理，形成第一光路和第二光路，并且，所述第一光路具有第一偏振态，所述第二光路具有第二偏振态，所述第一偏振态和第二偏振态为正交偏振态；

所述准直系统用于对所述第一光路和所述第二光路进行准直放大，并再次通过所述分光面合成为第三光路；

所述波导基底内设置反射面，入射至所述波导基底内的所述第三光路经所述反射面反射后入射至人眼。

进一步的，所述准直系统包括第一准直系统和第二准直系统；

所述第一准直系统和所述第二准直系统分别与所述偏振分光棱镜的相邻端面接触；

所述非偏振光线经过所述分光面后，一路光线反射形成第一光路，另一路光线透射形成第二光路，所述第一光路经所述第一准直系统准直放大、所述第二光路经所述第二准直系统准直放大后，再次通过所述分光面合成为所述第三光路。

进一步的，所述第一准直系统包括：第一准直单元和第一四分之一波片；

所述第二准直系统包括：第二准直单元和第二四分之一波片；

所述第一四分之一波片设置在所述第一准直单元和所述偏振分光棱镜的端面之间；

所述第二四分之一波片设置在所述第二准直单元和所述偏振分光棱镜的另一相邻端面之间。

进一步的，所述第一准直单元与所述第二准直单元具有相同的光焦度。