可佩带的平视光学系统技术方案

本发明专利技术提供了一种可佩带的平视光学系统，包括：全息成像系统，输出成像光线；导光系统，将所述成像光线引导至人眼；光源系统，提供光源光线；该全息成像系统包括：全息成像器件，所述全息成像器件显示全息图像；反射透射元件，通过反射或透射将光源光线引导入射至所述全息成像器件，并将所述全息成像器件反射的成像光线通过透射或反射引导入射至所述导光系统。本发明专利技术采用全息成像的方式使得用户看到的图像呈现在比实际距离更远处，成像距离可以通过软件算法调节，同时具有更高的光效，有利于减小系统体积和重量。

【技术实现步骤摘要】
可佩带的平视光学系统
本专利技术涉及一种可佩带的平视光学系统。
技术介绍
目前，可佩带式电子产品正在快速发展，并且有部分产品已经开始实际应用，例如谷歌眼镜。类似于谷歌眼镜的产品属于可佩带的平视光学系统，其主要包括成像系统和导光系统，成像系统输出的图像经由导光系统传导至人眼，另外，导光系统通常是透明的，因此在显示图像的同时并不会影响用户的视野，实现虚拟景象和显示景象的融合。但是，现有技术中，平视光学系统的成像系统给出的通常都是实像，而佩带式电子产品本身离使用者眼睛距离很短，必须设计包含较多的光学部件的成像系统和导光系统来让佩带者看到成于远处的虚像，且一般来说成像距离固定，难以调整。此外，现有的成像系统通常使用遮光原理，即光源均匀照射至成像器件，成像器件根据每个像素点的亮度遮蔽不需要的光，其光效很低，大部分光能都被浪费，导致电池续航时间短、发热量大等问题，且成本较高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可佩带的平视光学系统，通过全息图像利用干涉衍射的原理调制光线，可通过软件实时改变佩戴者观看到的图像的距离，此外全息图像将光引导至图像上有亮度的地方，而非如普通成像系统那样遮蔽不需要的光，因而其光效和亮度远高于普通成像系统，有利于减小系统体积和重量。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种可佩带的平视光学系统，包括：全息成像系统，输出成像光线；导光系统，将所述成像光线引导至人眼；光源系统，提供光源光线；其中，所述全息成像系统包括：全息成像器件，所述全息成像器件显示全息图像；反射透射元件，通过反射或透射将所述光源光线引导入射至所述全息成像器件，并将所述全息成像器件反射的成像光线通过透射或反射引导入射至所述导光系统。根据本专利技术的一个实施例，所述全息成像器件为空间光调制器。根据本专利技术的一个实施例，所述空间光调制器为硅基液晶芯片或数字微镜元件。根据本专利技术的一个实施例，所述全息成像器件的显示数据通过数据线或无线的方式接入。根据本专利技术的一个实施例，所述反射透射元件为偏振棱镜或半透半反棱镜或全反射棱镜。根据本专利技术的一个实施例，所述反射透射元件包括偏振棱镜及旋光片。根据本专利技术的一个实施例，所述全息成像系统还包括：设置在所述全息成像器件表面的透镜系统，所述透镜系统包括一个或多个透镜。根据本专利技术的一个实施例，所述光源包括扩束系统或光束整形系统。根据本专利技术的一个实施例，所述光源为激光光源。根据本专利技术的一个实施例，所述导光系统包括相互贴合的第一介质块和第二介质块，所述第一介质块和第二介质块的贴合面为斜面并且该斜面上设置有半反半透薄膜，所述成像光线从所述第一介质块入射，经由该第一介质块传输至所述半反半透薄膜，并由所述半反半透薄膜反射至人眼。根据本专利技术的一个实施例，所述第一介质块和第二介质块的贴合面与所述第一介质块的外表面之间的夹角a满足如下关系：其中，n1为所述第一介质块所采用的介质材料的折射率，n0为与所述第一介质块接触的外部介质材料的折射率。根据本专利技术的一个实施例，所述成像光线入射至所述导光系统的入射面为曲面或胶合有不同折射率的曲面，以实现透镜功能。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术实施例的可佩带式平视光学系统中，全息成像系统中的全息成像器件显示的是全息图像，由于全息图像本身可以调制光，因此可以通过软件调节的方式实现透镜的功能，通过改变全息图像实现等效于改变透镜焦距的功能，使得观看者在不改变任何硬件的情况下看到呈现于不同距离的图像。此外，全息图像将光引导至图像上有亮度的地方，而非如普通成像系统那样遮蔽不需要的光，因而其光效和亮度远高于普通成像系统，有利于减小系统体积和重量。附图说明图1是本专利技术实施例的平视光学系统的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例的平视光学系统的第一实例的结构示意图；图3是本专利技术实施例的平视光学系统的第二实例的结构示意图；图4是本专利技术实施例的平视光学系统的第三实例的结构示意图；图5是本专利技术实施例的平视光学系统的第四实例的结构示意图；图6是本专利技术实施例的平视光学系统的第五实例的结构示意图；图7是本专利技术实施例的平视光学系统的第六实例的结构示意图；图8是本专利技术实施例的平视光学系统的第七实例的结构示意图；图9是本专利技术实施例的平视光学系统的第八实例的结构示意图；图10是本专利技术实施例的平视光学系统的第九实例的结构示意图；图11是本专利技术实施例的平视光学系统中一种导光系统的结构示意图；图12是本专利技术实施例的平视光学系统中另一种导光系统的结构示意图；图13是本专利技术实施例的平视光学系统中又一种导光系统的结构示意图；图14是本专利技术实施例的平视光学系统中再一种导光系统的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明，但不应以此限制本专利技术的保护范围。参考图1，本实施例的可佩带的平视光学系统包括全息成像系统11、导光系统12以及光源系统10。其中，全息成像系统11利用光源系统10发出的光源光线产生并输出成像光线，该成像光线入射至导光系统12并由导光系统12引导至人眼。进一步而言，全息成像系统11包括全息成像器件和反射透射元件。其中，全息成像器件为空间光调制器，显示全息图像（也即相息图），例如可以采用硅基液晶芯片（LCoS）或数字微镜元件（DMD）实现；反射透射元件通过反射或透射将光源光线引导入射至所述全息成像器件，全息成像器件利用该光源光线生成成像光线，该成像光线被反射透射元件通过透射或反射引导入射至导光系统12，该反射透射元件可以是偏振棱镜、半透半反棱镜或全反射棱镜等，另外还可以包含旋光片等部件。作为一个非限制性的例子，全息图像例如可以采用申请号为201010595976.X中记载的方法来生成。其中，全息成像器件上显示的数据可以通过数据线或无线的方式接入，由于全息图像本身可以调制光，因此在向全息成像器件提供数据时，可以对提供的全息图像数据做预处理，例如可以通过软件调节的方式实现透镜的功能，通过改变全息图像实现等效于改变透镜焦距的功能，使得观看者在不改变任何硬件的情况下看到呈现于不同距离的图像。另外，导光系统12中可以集成有半反半透薄膜，将沿导光系统12传播的成像光线反射至人眼，另外，人眼也可以透过半反半透薄膜看到外部的现实景象。当然，本领域技术人员应当理解，此处的半反半透薄膜仅为示例，还可以采用偏振棱镜、半透半反棱镜等方式实现类似的功能。此外，光源系统10发出的光源光线照射在全息成像系统上，为整个系统提供光线。优选地，光源系统10采用激光光源，光源系统10中可还可以包括扩束系统或光束整形系统，激光光源发出的光线可通过扩束系统或光束整形系统后照射到全息成像系统上，提高成像质量。其中，光束扩束系统或光束整形系统可使用激光扩束镜、激光准直镜等来实现。下面结合具体实例进行详细说明。参考图2，在第一实例中，光源10发出的光源光线经由扩束系统15输入至全息成像系统内的全息成像器件111（例如硅基液晶等），用于生成成像光线。其中，光源10例如可以是激光光源。参考图3，在第二实例中，光源10发出的光源光线经由光束整形系统16输入，用于生成成像光线。其中，光源10例如可以是激光光源。参考图4，在第三实例中，全息成像系统11包括全息成像器件111以及设置在全息成像器件111表面的透镜系统112，全息成像器件111显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可佩带的平视光学系统，包括：全息成像系统，输出成像光线；导光系统，将所述成像光线引导至人眼；光源系统，提供光源光线；其特征在于，所述全息成像系统包括：全息成像器件，所述全息成像器件显示全息图像；反射透射元件，通过反射或透射将所述光源光线引导入射至所述全息成像器件，并将所述全息成像器件反射的成像光线通过透射或反射引导入射至所述导光系统。

【技术特征摘要】
1.一种可佩带的平视光学系统，包括：全息成像系统，输出成像光线；导光系统，将所述成像光线引导至人眼；光源系统，提供光源光线；其特征在于，所述全息成像系统包括：全息成像器件，所述全息成像器件显示相息图，所述全息成像器件通过软件调节的方式实现透镜的功能；反射透射元件，通过反射或透射将所述光源光线引导入射至所述全息成像器件，并将所述全息成像器件反射的成像光线通过透射或反射引导入射至所述导光系统。2.根据权利要求1所述的平视光学系统，其特征在于，所述全息成像器件为空间光调制器。3.根据权利要求2所述的平视光学系统，其特征在于，所述空间光调制器为硅基液晶芯片或数字微镜元件。4.根据权利要求1所述的平视光学系统，其特征在于，所述全息成像器件的显示数据通过数据线或无线的方式接入。5.根据权利要求1所述的平视光学系统，其特征在于，所述反射透射元件为偏振棱镜或半透半反棱镜或全反射棱镜。6.根据权利要求1所述的平视光学系统，其特征在于，所述反射透射元件包括偏振棱镜及旋光片。7.根据权利要求1所述的平视光学系统，其特征在于，所述全息成像系统还包括：设置在所述全息成像器件表面的透...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈顺毅，
申请(专利权)人：江苏慧光电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32