[实用新型]一种光学系统及混合现实设备

说明书

本实用新型公开了光学系统及混合现实设备。光学系统包括：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。本实用新型实施例的光学系统及混合现实设备，可以提供更紧凑的结构，提供更好的沉浸感。

技术领域

本实用新型属于光电子技术领域，特别涉及一种光学系统及混合现实设备。

背景技术

混合现实设备包括虚拟现实设备和增强现实设备，虚拟现实设备是只给用户呈现虚拟图像信息而外界环境光不能通过虚拟现实设备进入用户眼中，增强现实设备是可以将虚拟图像信息和外界环境光同时呈现到用户眼中。

光波导技术作为混合现实设备中的光学系统中的一种，以其轻薄和外界光线的高穿透性的特点获得越来越高的热度。

实用新型内容

本申请的实施例首先提供了一种光学系统，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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。

本申请实施例还公开了一种混合现实设备，其包括数据处理模块和上述的光学系统，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。