[发明专利]光学系统

说明书

本发明描述了一种用于向观察者显示物体的光学系统。该光学系统包括一体化第一光学组件、一体化第二光学组件、和设置在该一体化第一光学组件和该一体化第二光学组件之间的一体化第三光学组件。该一体化第一光学组件具有第一焦距，并且包括反射偏振器以及一个或多个第一光学透镜。该一体化第二光学组件具有第二焦距，并且包括部分反射器以及一个或多个第二光学透镜，该部分反射器对于期望的多个波长具有至少30％的平均光学反射率。该一体化第三光学组件具有第三焦距，并且包括弯曲第一相位延迟器。该第三焦距大于该第一焦距和该第二焦距中的较小者。

背景技术

光学系统可利用彼此间隔开的反射偏振器和部分反射器。此类光学系统可用于头戴式显示器。

发明内容

在本说明书的一些方面中，提供了用于向观察者显示物体的光学系统。光学系统包括一体化第一光学组件、一体化第二光学组件、和设置在一体化第一光学组件和一体化第二光学组件之间的一体化第三光学组件。一体化第一光学组件具有第一焦距，并且包括反射偏振器以及一个或多个第一光学透镜，该反射偏振器基本上透射具有第一偏振态的光并且基本上反射具有正交的第二偏振态的光。一体化第二光学组件具有第二焦距，并且包括部分反射器和一个或多个第二光学透镜，该部分反射器对于期望的多个波长具有至少30％的平均光学反射率。一体化第三光学组件具有第三焦距，并且包括用于改变从其中通过的光的偏振态的弯曲第一相位延迟器。第三焦距大于第一焦距和第二焦距中的较小者。

在本说明书的一些方面中，提供了用于向观察者显示物体的光学系统。光学系统包括一体化第一光学组件、一体化第二光学组件、和设置在一体化第一光学组件和一体化第二光学组件之间的一体化第三光学组件。一体化第一光学组件包括反射偏振器以及一个或多个第一光学透镜，该反射偏振器基本上透射具有第一偏振态的光并且基本上反射具有正交的第二偏振态的光。一体化第二光学组件包括部分反射器以及一个或多个第二光学透镜，该部分反射器对于期望的多个波长具有至少30％的平均光学反射率。一体化第三光学组件包括用于改变从其中通过的光的偏振态的弯曲第一相位延迟器。反射偏振器在反射偏振器的顶点处具有第一曲率半径，部分反射器在所述部分反射器的顶点处具有第二曲率半径，并且第一相位延迟器在第一相位延迟器的顶点处具有第三曲率半径。第三曲率半径大于第一曲率半径和第二曲率半径中的较小者。

附图说明

图1为光学系统的示意性剖视图；

图2为一体化第一光学组件的示意剖视图；

图3为一体化第二光学组件的示意剖视图；

图4为一体化第三光学组件的示意剖视图；

图5为包括两个光学透镜的一体化光学组件的示意剖视图；

图6为光学系统的弯曲层的示意性剖视图；

图7为反射偏振器的示意性正视图；

图8为反射偏振器的示意性剖视图；

图9为头戴式显示器的示意性顶视图；

图10为光学系统的示意性剖视图；并且

图11为透镜或一体化光学组件的示意性正视图。

具体实施方式

在以下说明中参考附图，该附图形成本发明的一部分并且其中通过举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。