[实用新型]光学显示系统及头戴式显示设备

说明书

本实用新型提供了一种光学显示系统及头戴式显示设备，该光学显示系统包括显示模块、偏振分光元件、第一偏振态转换单元和第二偏振态转换单元，显示模块设置在偏振分光元件一侧，第一偏振态转换单元、偏振分光元件和第二偏振态转换单元依次排列，其中：显示模块，用于发射第一类型偏振光；偏振分光元件，具有分光面，分光面配置为透射第二类型偏振光，以及反射第一类型偏振光；第一偏振态转换单元，用于将分光面反射的第一类型偏振光转换为第二类型偏振光；第二偏振态转换单元，用于将分光面透射的第二类型偏振光转换为第一类型偏振光。通过光线偏振状态的转换，实现光路的折叠压缩，缩小显示系统体积，实现小体积、大FOV的虚拟/增强现实显示。

技术领域

本实用新型涉及光学显示领域，具体而言，涉及一种光学显示系统及头戴式显示设备。

背景技术

虚拟现实技术(英文名称∶Virtual Reality，缩写为VR)，又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。

增强现实技术(英文名称∶Augmented Reality，缩写为AR)，是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的 增强。

在VR和AR设备中最关键的部件是光学成像系统。显示屏发出的光经过成像透镜折射后入射到人眼瞳孔，进入人眼瞳孔的光线的反向延长线汇聚在远处形成虚像，人眼观看到的图像就是所述虚像。所谓虚像就是放大的显示屏显示的图像。该虚像对人眼所张开的角度即为视场角(field of view，FoV)。

现有虚拟/增强现实显示系统体积较大，FOV较小,因此，如何在较大FoV的情况下，减小光学显示系统的体积和重量，是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光学显示系统及头戴式显示设备，以解决现有技术存在的显示系统体积较大，FOV较小的问题。

基于上述目的，第一方面，本申请提供的一种光学显示系统，包括：

显示模块、偏振分光元件、第一偏振态转换单元和第二偏振态转换单元，所述显示模块设置在所述偏振分光元件一侧，所述第一偏振态转换单元、偏振分光元件和第二偏振态转换单元依次排列，其中：

显示模块，用于发射第一类型偏振光；

所述偏振分光元件，具有分光面，所述分光面配置为透射第二类型偏振光，以及反射所述第一类型偏振光；

所述第一偏振态转换单元，用于将所述分光面反射的所述第一类型偏振光转换为所述第二类型偏振光；

所述第二偏振态转换单元，用于将所述分光面透射的所述第二类型偏振光转换为所述第一类型偏振光；

所述分光面将所述第一类型偏振光反射，所述第一类型偏振光经过所述第一偏振态转换单元转换为所述第二类型偏振光，所述第二类型偏振光透过所述分光面进入所述第二偏振态转换单元转换为所述第一类型偏振光，所述第一类型偏振光经过所述分光面的反射作用后至人眼观察位置。

进一步地，所述显示模块包括显示器和偏振片，所述显示器设置在所述偏振分光元件一侧，所述偏振片设置在所述显示器与所述偏振分光元件之间，其中：

所述显示器，用于发射非偏振光；

所述偏振片，用于从所述显示器发射出的非偏振光中透射所述第一类型偏振光。

进一步地，所述显示模块包括显示器，所述显示器用于发射所述第一类型偏振光。