[发明专利]一种短焦折叠光学系统以及虚拟现实显示设备

权利要求书

1.一种短焦折叠光学系统，其特征在于，包括：

显示单元和光线折叠单元；

所述显示单元用于朝所述光线折叠单元发出圆偏振状态的图像光线；所述光线折叠单元用于将所述图像光线折叠传播至人眼；

所述光线折叠单元包括第一透镜、第二透镜、第一四分之一波片和反射型偏振片；所述第一透镜和第二透镜沿所述图像光线发出方向依次布置，所述第一透镜和第二透镜均具有朝向所述显示单元的入光面以及背向所述显示单元的出光面，所述第一透镜的入光面或出光面上设置有半透半反膜；所述第一四分之一波片和反射型偏振片均位于所述第一透镜背向所述显示单元的一侧，且两者沿所述图像光线发出方向依次布置；所述圆偏振状态的图像光线首次经过所述第一四分之一波片时，被透射变换为第一线偏振状态的图像光线；所述反射型偏振片用于反射第一线偏振状态的光和透射第二线偏振状态的光。

2.根据权利要求1所述的短焦折叠光学系统，其特征在于：

所述半透半反膜设置于所述第一透镜的入光面上，所述第一四分之一波片设置于所述第一透镜的出光面上，所述反射型偏振片设置于所述第二透镜的入光面上。

3.根据权利要求2所述的短焦折叠光学系统，其特征在于：

所述第一透镜的入光面为凸面，出光面为平面；

所述第二透镜的入光面为凸面，出光面为凹面。

4.根据权利要求1所述的短焦折叠光学系统，其特征在于：

所述半透半反膜设置于所述第一透镜的出光面上，所述反射型偏振片设置于所述第二透镜的入光面上，所述第一四分之一波片设置于所述反射型偏振片背向所述第二透镜的一面上。

5.根据权利要求4所述的短焦折叠光学系统，其特征在于：

所述第一透镜和第二透镜的入光面均为凸面，出光面均为凹面。

6.根据权利要求1所述的短焦折叠光学系统，其特征在于：

所述半透半反膜设置于所述第一透镜的入光面上，所述第一四分之一波片设置于所述第二透镜的出光面上，所述反射型偏振片设置于所述第一四分之一波片背向所述第二透镜的一面上。

7.根据权利要求6所述的短焦折叠光学系统，其特征在于：

所述第一透镜和第二透镜的入光面均为凸面，出光面均为平面。

8.根据权利要求1-7任一项所述的短焦折叠光学系统，其特征在于：

所述光线折叠单元还包括吸收型偏振片，所述吸收型偏振片用于吸收第一线偏振状态的光和透射第二线偏振状态的光，所述第一四分之一波片、反射型偏振片和吸收型偏振片沿所述图像光线发出方向依次布置。

9.根据权利要求1-7任一项所述的短焦折叠光学系统，其特征在于：

所述显示单元包括显示装置和第二四分之一波片，所述显示装置用于发出第二线偏振状态的图像光线至所述第二四分之一波片，所述第二线偏振状态的图像光线经过所述第二四分之一波片时，被透射变换为所述圆偏振状态的图像光线。

10.一种虚拟现实显示设备，其特征在于，包括：

眼镜架和如权利要求1-9任一项所述的短焦折叠光学系统；所述眼镜架形成一光学系统容腔，所述短焦折叠光学系统设置于所述光学系统容腔内。