[实用新型]一种光学系统及混合现实设备

权利要求书

1.一种光学系统，其特征在于，包括：

投影装置，其用于投射两束图像光；

基底层，其具有用于分别接收源自所述投影装置的两束所述图像光的两个侧面以及用于将进入所述基底层的两束所述图像光进行全反射的两个平面；以及

衍射光栅层，其至少设置于所述基底层的一个平面上，用于将所述基底层中传播的两束所述图像光反射衍射或透射衍射出去，其中，通过所述衍射光栅层衍射出去的目标图像光的能量均匀分布。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，当所述衍射光栅层设置在所述基底层的一个平面上时，所述衍射光栅层相对于沿预设位置点到垂直于所述衍射光栅层的方向的光栅条纹呈轴对称分布，其中，所述预设位置点位于所述衍射光栅层上。

3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，在通过所述衍射光栅层透射衍射出去的情况下，在所述基底层中传输的所述图像光从所述衍射光栅层的边缘到所述预设位置点的方向上，所述图像光的透射衍射效率逐渐增加；在所述基底层中传输的所述图像光从所述预设位置点到所述衍射光栅层的另一边缘的方向上，所述图像光的反射衍射效率逐渐减少。

4.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述图像光的透射衍射效率和所述图像光的反射衍射效率相对于沿所述预设位置点到垂直于所述衍射光栅层的方向呈轴对称。

5.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，在所述基底层中传输的所述图像光从所述衍射光栅层的边缘到所述预设位置点的方向上，所述图像光的透射衍射光强值为恒值；在所述基底层中传输的所述图像光从所述预设位置点到所述衍射光栅层的另一边缘的方向上，所述图像光的反射衍射光强值小于所述透射衍射光强值。

6.根据权利要求5所述的光学系统，其特征在于，在所述基底层中传输的所述图像光从所述预设位置点到所述衍射光栅层的另一边缘的方向上，所述图像光的反射衍射光强值逐渐减少。

7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括：

两个耦合棱镜，其分别设置于所述基底层的两个侧面上，分别用于将源自所述投影装置的两束所述图像光通过两个所述侧面耦合进入所述基底层。

8.根据权利要求7所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括：

两个反射元件，其分别设置于所述投影装置的两束所述图像光对应入射至所述耦合棱镜的光路上，用于分别将源自所述投影装置两束所述图像光反射至对应的所述耦合棱镜。

9.根据权利要求8所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括：

半反半透元件，其设置于通过所述衍射光栅层衍射出去的目标图像光至人眼的光路上，用于将所述衍射光栅层衍射出的所述目标图像光反射入人眼中，并且用于供环境光通过所述半反半透元件透射入人眼中。

10.一种混合现实设备，其特征在于，包括数据处理模块和权利要求1-9中任一项所述的光学系统，所述数据处理模块将需要显示的图像信息传输至所述光学系统的投影装置中以显示图像。