[实用新型]一种轻薄型光波导AR光学成像系统

说明书

本实用新型公开了一种轻薄型光波导AR光学成像系统，包括光波导、分设于光波导两侧的光源系统和微显示芯片，以及耦出单元，光源系统产生并射出的光经过光波导入射至微显示芯片中，微显示芯片中设置有对入射光进行调制的相位调制系统，经相位调制单元调制的光出射至光波导中，并以全反射方式沿光波导传输至耦出单元，耦出单元出射的光穿过光波导后经光波导射出。本实用新型提供的系统结构简单体积小，制造组装简单，更贴近眼镜形态，提升了用户体验感，并提高了光利用率。

技术领域

本实用新型涉及微显示技术领域，具体涉及一种轻薄型光波导AR光学成像系统。

背景技术

目前，AR(Augmented Reality,增强现实)技术已经引起越来越多的关注和研究，AR技术是在现实环境中叠加虚拟信息，通过各种交互手段做到实时交互，辅助人类去感官无法轻易在现实世界中获取的信息。

对于AR光学显示技术，经历离轴光学、棱镜、自由曲面及波导光学阶段，光波导技术由于更符合眼镜形态，厚度可以再1.5-5毫米之间，已成为近眼显示成像技术中的一大研究热点，各大厂商纷纷推出光波导式AR眼镜，但光波导也存在光利用率低、结构设计复杂等问题。目前光波导式AR眼镜多采用LCoS微显示芯片，光学系统中均采用PBS（PolarizationBeam Splitter，偏振分光棱镜）光学元件进行成像，这也使得光利用率进一步降低，使得整个光学模组体积也难以减小，例如Digilens的衍射光波导技术和Lumus为代表的阵列光波导技术，整个光学成像系统都很大，且光利用率低，无法满足AR设备高体验的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的：提供一种光利用率高，且体积小的轻薄型光波导AR成像系统。

技术方案：本实用新型提供的系统包括光源系统、光波导、微显示芯片、耦出单元；

光源系统和微显示芯片分设于光波导的两侧，且光源系统的发光端面向微显示芯片，光源系统发出的光经过光波导入射至微显示芯片；

微显示芯片中设置有相位调制单元，相位调制单元用于调节微显示芯片出射的光，使其在光波导中全反射传输；

在光波导中全反射传输的光沿光波导传输至耦出单元，耦出单元出射的光穿过光波导后，由光波导射出。

作为本实用新型的一种优选方案，相位调制单元为聚合物型闪耀光栅或基于无机纳米超表面形成的闪耀光栅。

作为本实用新型的一种优选方案，光源系统包括用于产生并射出非偏振光的非偏振光源，非偏振光源的发光端构成光源系统的发光端；成像系统还包括起偏单元、检偏单元；起偏单元夹设在光源系统和光波导之间；检偏单元和耦出单元分设于光波导的两侧，且检偏单元中的偏振面面向耦出单元，所述光波导内发生全反射的光经耦出单元出射，耦出单元出射的光依次穿过光波导和所述检偏单元中的偏振面；检偏单元和起偏单元的偏振方向相同。

作为本实用新型的一种优选方案，所述光源系统包括用于产生并射出偏振光的偏振光光源，偏振光源的发光端构成光源系统的发光端；成像系统还包括检偏单元；检偏单元和耦出单元分设于光波导的两侧，且检偏单元中的偏振面面向耦出单元，所述光波导内发生全反射的光经耦出单元出射，耦出单元出射的光依次穿过光波导和所述检偏单元中的偏振面。

作为本实用新型的一种优选方案，所述光源系统包括光源，光源为用于产生并射出非偏振光的非偏振光光源或用于产生并射出偏振光的偏振光光源，非偏振光源的发光端和偏振光源的发光端分别构成与其所对应的光源系统的发光端；成像系统还包括偏振装置，所述偏振装置夹设在微显示芯片和光波导之间，且偏振装置中的偏振面面向微显示芯片。

进一步的，光源系统还包括准直系统；准直系统用于使光源发出的光以垂直姿态入射至微显示芯片中。

作为本实用新型的一种优选方案，准直系统包括至少一个透镜。