[发明专利]光学成像系统及头戴式显示设备

说明书

本发明提供了一种光学成像系统及头戴式显示设备，该光学成像系统包括第一1/4波片，用于将第一类型偏振光转换为圆偏振光；半透半反镜，用于透射一部分圆偏振光，反射另一部分圆偏振光；第二1/4波片，用于将半透半反镜透射的圆偏振光转换为第二类型偏振光，以及将半透半反镜反射的圆偏振光转换为第一类型偏振光；分光单元，具有入射面、第一分光面和第二分光面，第一分光面和第二分光面对称设置在双目中轴线的两侧，第一分光面和第二分光面均配置为透射第一类型偏振光以及反射第二类型偏振光，本申请利用偏振原理，能够使光路多次反射折叠；从而大幅缩短显示器到人眼的距离，减小了光学成像系统的体积。

技术领域

本发明涉光学成像技术领域，具体涉及一种光学成像系统及头戴式显示设备。

背景技术

人眼在观察现实世界的时候，依靠双目视差产生立体视觉。依据该原理，科研人员研究出头戴式显示设备，例如，VR(Virtual Reality，虚拟现实)产品和AR(AugmentedReality，增强现实)产品，以实现3D显示。

现有技术的头戴式显示设备中，由于光路成像系统的结构设计并不是很成熟，从屏幕到人眼的距离较长，造成头戴式显示设备的体积过大，空间浪费严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学成像系统及头戴式显示设备，以解决现有技术存在的屏幕到人眼的距离较长、造成体积过大，空间浪费严重的问题。

基于上述目的，第一方面，本申请提供的一种光学成像系统，包括：

第一1/4波片，用于将第一类型偏振光转换为圆偏振光；

半透半反镜，用于透射一部分圆偏振光，反射另一部分圆偏振光；

第二1/4波片，用于将所述半透半反镜透射的所述圆偏振光转换为第二类型偏振光，以及将所述半透半反镜反射的所述圆偏振光转换为第一类型偏振光；

分光单元，具有入射面、第一分光面和第二分光面，所述第一分光面和所述第二分光面对称设置在双目中轴线的两侧，所述第一分光面和所述第二分光面均配置为透射所述第一类型偏振光，以及反射所述第二类型偏振光，

所述第一类型偏振光依次经所述第一1/4波片、所述半透半反镜透射及所述第二1/4波片后转换为第二类型偏振光，所述第二类型偏振光经过入射面进入所述分光单元，经过所述第一分光面、所述第二分光面的反射作用后，所述第二类型偏振光再次经所述第二1/4波片变为圆偏振光，所述圆偏振光经所述半透半反镜反射后再次经过所述第二1/4波片后转换为第一类型偏振光，所述第一类型偏振光最后经所述第二分光面透射至人眼观察位置。

进一步的，光学成像系统包括：

显示器，用于向所述第一1/4波片发射偏振光线，所述显示器设置两个，并且与人眼观察位置对应布置，非偏振发光显示器可通过增加偏振片来获得偏振光线。

进一步的，光学成像系统包括：

显示放大单元，显示放大单元对称分布在双目中轴线两侧；所述双目中轴线为双目正视屏幕时，双目中心连线的中点位置的法线。

进一步的，光学成像系统包括：

显示放大单元，显示放大单元设置在所述显示器和所述第一1/4波片之间位置。

进一步的，光学成像系统包括：

显示放大单元，显示放大单元设置在所述第一1/4波片之间和所述半透半反镜之间位置。

进一步的，所述第一分光面和所述第二分光面设置为平面。

进一步的，所述第一分光面和所述第二分光面设置为曲面。

进一步的，所述半透半反镜为平面镜或者曲面镜。