[实用新型]一种近眼显示光学系统及近眼显示设备

说明书

本实用新型公开一种近眼显示光学系统及近眼显示设备。近眼显示光学系统包括：用于发射光线的图像源、透镜组、反射式偏振器、透反射镜以及偏振转换器，透镜组设置于图像源的出光侧，至少用于透射图像源发射的光线；反射式偏振器设置于透镜组远离图像源的一侧，至少用于反射透镜组透射过来的光线；透反射镜设置于透镜组远离图像源的一侧，且设置于反射式偏振器的反射面的一侧，至少用于对经由反射式偏振器反射的光线进行反射，透反射镜具有成像区域和设置在成像区域外周的非成像区域；偏振转换器设置于反射式偏振器与透反射镜之间，偏振转换器的投影对应成像区域，且至少部分与非成像区域错开。本方案有效改善杂散光的问题，提升显示效果。

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，特别是涉及一种近眼显示光学系统及近眼显示设备。

背景技术

随着智能设备的普及，增强现实(Augmented Reality，AR)设备等近眼显示(Near-Eye Dsiplays，NED)设备逐步进入消费领域。目前比较成熟的增强现实技术中的光学显示方案主要分为棱镜方案、birdbath方案、自由曲面方案、离轴全息透镜方案和波导(Lightguide)方案。其中，birdbath(简称BB)方案相对于其他方案来说技术成熟，量产性能佳，相对来说可以更快的推向消费端。但当前的BB技术方案存在严重杂散光，极大的影响了显示效果以及用户体验。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种近眼显示光学系统及近眼显示设备，旨在有效改善杂散光的问题，提升显示效果。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种近眼显示光学系统，所述近眼显示光学系统包括图像源、透镜组、反射式偏振器、透反射镜以及偏振转换器；所述图像源用于发射光线；所述透镜组设置于所述图像源的出光侧，至少用于透射所述图像源发射的所述光线；所述反射式偏振器设置于所述透镜组远离所述图像源的一侧，至少用于反射所述透镜组透射过来的所述光线；所述透反射镜设置于所述透镜组远离所述图像源的一侧，且设置于所述反射式偏振器的反射面的一侧，至少用于对经由所述反射式偏振器反射的所述光线进行反射，所述透反射镜具有成像区域和设置在所述成像区域外周的非成像区域；所述偏振转换器设置于所述反射式偏振器与所述透反射镜之间，用于转换经过的所述光线的偏振态；其中，所述偏振转换器的投影对应所述成像区域，且至少部分与所述非成像区域错开，使经所述成像区域反射的所述光线经过所述偏振转换器到达所述反射式偏振器，并经所述反射式偏振器透射后进入使用者的眼睛。

可选地，所述偏振转换器的投影与所述非成像区域完全错开。

可选地，所述偏振转换器为四分之一波片。

可选地，所述透反射镜具有靠近所述透镜组的第一端部，所述四分之一波片具有靠近所述透镜组的第二端部，所述第一端部在靠近所述透镜组的方向上超出所述第二端部的尺寸为3mm～5mm。

可选地，所述反射式偏振器为多层薄膜式反射偏振器或者线栅偏振器。

可选地，所述图像源为OLED显示器或LCD显示器。

可选地，所述透镜组包括至少一片透镜，所述透镜的面型结构为平面、或球面、或非球面、或自由曲面。

可选地，所述透反射镜的面型结构为平面、或球面、或非球面、或自由曲面。

本实用新型还提供一种近眼显示设备，包括如上所述的近眼显示光学系统。

可选地，所述近眼显示设备为AR眼镜。