[发明专利]用于增强现实的紧凑型近眼显示光学器件

权利要求书

1.一种光学系统，所述光学系统包括：

第一滤光器堆栈，所述第一滤光器堆栈被配置为将从显示器接收到的光转换为第一圆偏振；

第二滤光器堆栈，所述第二滤光器堆栈被配置为将从外部源接收到的光转换为第二圆偏振；

第三滤光器堆栈，所述第三滤光器堆栈被配置为反射具有所述第一圆偏振的光并且透射具有所述第二圆偏振的光；以及

折射分束透镜，所述折射分束透镜被配置为将从所述第二滤光器堆栈接收到的光透射到所述第三滤光器堆栈，其中，所述第二滤光器堆栈被定向为将从所述第一滤光器堆栈接收到的光反射到所述折射分束透镜上。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一滤光器堆栈包括：

第一线性偏振器，所述第一线性偏振器用于将光转换为第一线性偏振；以及

第一四分之一波片，所述第一四分之一波片用于将所述光从所述第一线性偏振转换为所述第一圆偏振。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的光学系统，其中，所述第二滤光器堆栈包括：

第二四分之一波片，所述第二四分之一波片用于将所述第一圆偏振转换为所述第一线性偏振；以及

第一偏振相关分束器，所述第一偏振相关分束器用于反射具有所述第一线性偏振的光并且透射具有第二线性偏振的光。

4.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统，其中，所述第三滤光器堆栈包括：

第三四分之一波片；以及

第二偏振相关分束器，所述第二偏振相关分束器用于反射具有所述第一线性偏振的光并且透射具有所述第二线性偏振的光。

5.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统，其中，所述折射分束透镜包括：

折射平凸透镜，所述折射平凸透镜具有与第一平面表面相对的凸分束表面；以及

折射平凹透镜，所述折射平凹透镜具有与第二平面表面相对的凹表面。

6.根据权利要求5所述的光学系统，其中，所述折射平凸透镜的所述凸分束表面的第一曲率与所述折射平凹透镜的所述凹表面的第二曲率互补。

7.根据权利要求5至6中任一项所述的光学系统，其中，所述第三四分之一波片被层压到所述第二平面表面。

8.根据权利要求5所述的光学系统，其中，所述第二滤光器堆栈被部署在所述折射平凸透镜的所述第一平面表面与所述折射平凹透镜的所述第二平面表面之间。

9.根据权利要求8所述的光学系统，其中，所述第三四分之一波片被层压到所述折射平凸透镜的所述凸分束表面。

10.一种光学系统，所述光学系统包括：

第一显示器，所述第一显示器用于生成第一图像以呈现给用户的第一眼睛；以及

第一光学系统，所述第一光学系统被配置为将代表所述第一图像的光与从外部源接收到的光组合以提供给所述第一眼睛，其中，所述第一光学系统包括：

第一滤光器堆栈，所述第一滤光器堆栈被配置为将从所述第一显示器接收到的光转换为第一圆偏振；

第二滤光器堆栈，所述第二滤光器堆栈被配置为将从所述外部源接收到的光转换为第二圆偏振；

第三滤光器堆栈，所述第三滤光器堆栈被配置为反射具有所述第一圆偏振的光并且透射具有所述第二圆偏振的光；以及

第一折射分束透镜，所述第一折射分束透镜被配置为将从所述第二滤光器堆栈接收到的光透射到所述第三滤光器堆栈，其中，所述第二滤光器堆栈被定向为将从所述第一滤光器堆栈接收到的光反射到所述第一折射分束透镜上。

11.根据权利要求10所述的光学系统，其中，所述第一滤光器堆栈包括：

第一线性偏振器，所述第一线性偏振器用于将光转换为第一线性偏振；以及

第一四分之一波片，所述第一四分之一波片用于将所述光从所述第一线性偏振转换为所述第一圆偏振。