【技术实现步骤摘要】
本申请属于光学显示，具体地，本申请涉及一种光学投影系统及ar光学设备。
技术介绍
1、在ar光学设备中，ar光机作为关键的光学组件，其性能与体积直接影响着用户的使用体验。ar光机的小型化一直是行业内追求的重要目标。在现有技术中，基于μled技术(即基于micro-led技术)的光机因体积小巧及显示性能潜力巨大，被业界认为是实现ar光机小型化的发展方向。
2、目前，行业内已经实现了基于μled技术的单绿色光机的量产，其光学镜片数量约在4～5个，整体光学长度约为7.5mm，对应的光机体积约为0.3cc。然而，为了追求更极致的体积压缩，行业内正在积极探索新的技术方案。通过引入更多的非球面镜片，已成功地将基于5个非球面镜片的镜头长度压缩至5.6mm，对应的光机体积也减小至0.15cc，而这已是传统光机设计的极限。可见，虽然光机的体积有所缩小，但仍存在进一步优化的空间。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种的光学投影系统及ar光学设备新的技术方案。
2、根据本申请的第一方面，提供了一种光学投影系统，所述光学投影系统包括ar光机；
3、所述ar光机包括沿同一光轴设置的偏振反射元件、第一相位延迟器、分光元件，且所述第一相位延迟器位于所述偏振反射元件与所述分光元件之间；
4、所述光学投影系统还包括第一透镜，所述第一透镜位于所述第一相位延迟器与所述分光元件之间，所述偏振反射元件与所述第一相位延迟器层叠设置形成叠合元件，且所述叠合元件设置于所述第一
5、可选地，所述光学投影系统包括光波导片，所述光波导片用于将所述ar光机出射的投影光线传播至目标位置成像；
6、所述ar光机的出瞳位置至所述光波导片的入瞳位置之间的距离为2mm～5mm。
7、可选地，所述第一透镜设置所述叠合元件的表面的曲率半径为r1，r1＞15mm。
8、可选地，所述ar光机包括屏幕，所述屏幕沿所述光轴设置在所述分光元件背离所述第一相位延迟器的一侧，所述屏幕的像高为h，0＜h≤7.7mm。
9、可选地，所述分光元件设置于所述屏幕的出光面。
10、可选地，所述屏幕的出光面叠设有第二相位延迟器及偏振元件，所述第二相位延迟器及所述偏振元件用于将所述屏幕出射的光线转变为圆偏振光；
11、所述分光元件叠设于所述第二相位延迟器背离所述偏振元件的一侧，所述分光元件、所述第二相位延迟器及所述偏振元件组成复合膜材。
12、可选地，所述屏幕的出光面上设置有保护玻璃，所述保护玻璃位于所述复合膜材与所述屏幕的出光面之间。
13、可选地，沿光轴方向，所述分光元件至所述屏幕的出光面的距离为l1，0.1mm≤l1≤1.5mm。
14、可选地，所述屏幕与所述第一透镜为相邻设置，所述屏幕与所述第一透镜之间的空气间隔为≥0.1mm；
15、所述第一透镜的焦距为f1，5mm≤f1≤20mm。
16、可选地，所述ar光机还包括第二透镜，所述第二透镜位于所述第一透镜与所述屏幕之间，所述屏幕与所述第二透镜为相邻设置，所述屏幕与所述第二透镜之间的空气间隔为≥0.1mm；
17、所述第一透镜与所述第二透镜的组合焦距为f12，5mm≤f12≤20mm。
18、可选地，所述第一透镜的焦距为f1，2mm≤f1≤10mm；
19、所述第二透镜的焦距为f2，20mm≤f2≤50mm。
20、可选地，所述ar光机还包括第二透镜及第三透镜，所述屏幕与所述第三透镜为相邻设置，且所述第二透镜位于所述第一透镜与所述第三透镜之间，所述屏幕与所述第三透镜之间的空气间隔为≥0.1mm；
21、所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜的组合焦距为f123，5mm≤f123≤15mm。
22、可选地，所述第一透镜的焦距为f1，1mm≤f1≤5mm；
23、所述第二透镜的焦距为f2，-10mm≤f2≤-1mm；
24、所述第三透镜的焦距为f3，15mm≤f3≤350mm。
25、可选地，所述第一透镜设置所述叠合元件的表面的曲率半径为r1，r1＞20mm。
26、可选地，所述ar光机的光学总长为l，1mm≤l≤6mm。
27、可选地，所述偏振反射元件至所述ar光机的出瞳位置的距离为pd，0≤pd≤10mm。
28、可选地，所述ar光机的总焦距为f，2.5mm≤f≤10mm。
29、根据本申请的第二方面，提供了一种ar光学设备，所述ar光学设备包括如第一方面所述的光学投影系统。
30、本申请实施例的一个有益效果在于：
31、根据本申请实施例提出的光学投影系统，其中的ar光机为基于μled技术(即基于micro-led技术)的光机，通过巧妙地在其光学架构中的关键位置引入偏振反射元件、第一相位延迟器及分光元件，建了一个高效的折叠光路系统，同时优化了透镜的使用数量，从而打造出了一个紧凑且高效的光学架构布局，最终可以实现光学投影系统的小型化设计，同时保持了良好的成像显示性能。本申请为提升ar光学设备的佩戴舒适性提供了有力支持。
32、通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
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1.一种光学投影系统，其特征在于，包括AR光机；
2.根据权利要求1所述的光学投影系统，其特征在于，所述光学投影系统包括光波导片(12)，所述光波导片(12)用于将所述AR光机出射的投影光线传播至目标位置成像；
3.根据权利要求1所述的光学投影系统，其特征在于，所述第一透镜(1)设置所述叠合元件的表面的曲率半径为R1，R1＞15mm。
4.根据权利要求1所述的光学投影系统，其特征在于，所述AR光机包括屏幕(4)，所述屏幕(4)沿所述光轴设置在所述分光元件(7)背离所述第一相位延迟器(6)的一侧，所述屏幕(4)的像高为H，0＜H≤7.7mm。
5.根据权利要求4所述的光学投影系统，其特征在于，所述分光元件(7)设置于所述屏幕(4)的出光面。
6.根据权利要求5所述的光学投影系统，其特征在于，所述屏幕(4)的出光面叠设有第二相位延迟器(8)及偏振元件(9)，所述第二相位延迟器(8)及所述偏振元件(9)用于将所述屏幕(4)出射的光线转变为圆偏振光；
7.根据权利要求6所述的光学投影系统，其特征在于，所述屏幕(4)的
8.根据权利要求7所述的光学投影系统，其特征在于，沿光轴方向，所述分光元件(7)至所述屏幕(4)的出光面的距离为L1，0.1mm≤L1≤1.5mm。
9.根据权利要求5所述的光学投影系统，其特征在于，所述屏幕(4)与所述第一透镜(1)为相邻设置，所述屏幕(4)与所述第一透镜(1)之间的空气间隔为≥0.1mm；
10.根据权利要求5所述的光学投影系统，其特征在于，所述AR光机还包括第二透镜(2)，所述第二透镜(2)位于所述第一透镜(1)与所述屏幕(4)之间，所述屏幕(4)与所述第二透镜(2)为相邻设置，所述屏幕(4)与所述第二透镜(2)之间的空气间隔为≥0.1mm；
11.根据权利要求10所述的光学投影系统，其特征在于，所述第一透镜(1)的焦距为F1，2mm≤F1≤10mm；
12.根据权利要求5所述的光学投影系统，其特征在于，所述AR光机还包括第二透镜(2)及第三透镜(3)，所述屏幕(4)与所述第三透镜(3)为相邻设置，且所述第二透镜(2)位于所述第一透镜(1)与所述第三透镜(3)之间，所述屏幕(4)与所述第三透镜(3)之间的空气间隔为≥0.1mm；
13.根据权利要求12所述的光学投影系统，其特征在于，所述第一透镜(1)的焦距为F1，1mm≤F1≤5mm；
14.根据权利要求10-13中任一项所述的光学投影系统，其特征在于，所述第一透镜(1)设置所述叠合元件的表面的曲率半径为R1，R1＞20mm。
15.根据权利要求1-13中任一项所述的光学投影系统，其特征在于，所述AR光机的光学总长为L，1mm≤L≤6mm。
16.根据权利要求1-13中任一项所述的光学投影系统，其特征在于，所述偏振反射元件(5)至所述AR光机的出瞳位置的距离为PD，0≤PD≤10mm。
17.根据权利要求1-13中任一项所述的光学投影系统，其特征在于，所述AR光机的总焦距为F，2.5mm≤F≤10mm。
18.一种AR光学设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种光学投影系统，其特征在于，包括ar光机；
2.根据权利要求1所述的光学投影系统，其特征在于，所述光学投影系统包括光波导片(12)，所述光波导片(12)用于将所述ar光机出射的投影光线传播至目标位置成像；
3.根据权利要求1所述的光学投影系统，其特征在于，所述第一透镜(1)设置所述叠合元件的表面的曲率半径为r1，r1＞15mm。
4.根据权利要求1所述的光学投影系统，其特征在于，所述ar光机包括屏幕(4)，所述屏幕(4)沿所述光轴设置在所述分光元件(7)背离所述第一相位延迟器(6)的一侧，所述屏幕(4)的像高为h，0＜h≤7.7mm。
5.根据权利要求4所述的光学投影系统，其特征在于，所述分光元件(7)设置于所述屏幕(4)的出光面。
6.根据权利要求5所述的光学投影系统，其特征在于，所述屏幕(4)的出光面叠设有第二相位延迟器(8)及偏振元件(9)，所述第二相位延迟器(8)及所述偏振元件(9)用于将所述屏幕(4)出射的光线转变为圆偏振光；
7.根据权利要求6所述的光学投影系统，其特征在于，所述屏幕(4)的出光面上设置有保护玻璃(10)，所述保护玻璃(10)位于所述复合膜材与所述屏幕(4)的出光面之间。
8.根据权利要求7所述的光学投影系统，其特征在于，沿光轴方向，所述分光元件(7)至所述屏幕(4)的出光面的距离为l1，0.1mm≤l1≤1.5mm。
9.根据权利要求5所述的光学投影系统，其特征在于，所述屏幕(4)与所述第一透镜(1)为相邻设置，所述屏幕(4)与所述第一透镜(1)之间的空气间隔为≥0.1mm；
...【专利技术属性】
技术研发人员：姜龙，郭飞，
申请(专利权)人：歌尔光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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