【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光學成像裝置領域，具體而言涉及一種多焦面光學系統。
技術介紹
1、在常見的近眼顯示系統中，多為通過光源呈現的單一焦面系統。由于呈現的像僅有一個焦面，當觀看者觀看時，僅能聚焦在這一焦面上，長時間的觀看將不符合人眼的自然觀察狀態，由此將造成用戶的視覺疲勞。對于增強實現顯示而言，單一焦平面無法為觀看者帶來良好的視覺體驗；此外，由于焦平面距離固定，也無法調節用眼，易導致近視。
技術實現思路
1、本專利技術正是基于現有技術的上述需求而提出的，本專利技術要解決的技術問題是提供一種多焦面光學系統以形成多個成像焦面提升觀看者的使用體驗。
2、為了解決上述問題，本專利技術提供的技術方案包括：
3、提供了一種多焦面光學系統，包括：光源，包括第一光源和第二光源，所述第一光源發出p偏振光，所述第二光源發出s偏振光；偏振分光片，包括與第一光源相對的第一面和與第二光源相對的第二面，所述偏振分光片與第一光源所在平面成第一范圍的夾角，并與第二光源所在平面成第二范圍的夾角；第一透鏡組，與所述偏振分光片相對設置；所述第一光源發出的光線經過所述偏振分光片和第一透鏡組的透射后，出射形成具有第一焦距的第一像；所述第二光源發出的光線經過所述偏振分光片的反射后，入射至第一透鏡組中的透鏡上，再由透鏡出射，形成具有第二焦距的第二像。
4、如此設置使得第一光源和第二光源共用部分的光學器件以節省空間布局，此外，設置同一光學器件將對不同的光源進行不同的光線處理，從而改變光源的成像路徑，使
5、優選的，所述多焦面光學系統還包括棱鏡，所述偏振分光片設置在所述棱鏡中。
6、通過設置棱鏡以在不對光線的傳播產生較大的影響的條件下，將偏振分光片固定，且時刻保持偏振分光片處于平展的狀態，進而能夠保證畫面亮度保持均勻。
7、優選的，所述多焦面光學系統還包括第二透鏡組，所述第二透鏡組設置在所述第二光源與所述偏振分光片之間。
8、在第二光源和偏振分光片之間設置第二透鏡組以改變第二光源的光線，能夠使得在其他條件不變的情況下，保證更多的光線入射至偏振分光片上，以提高第二光源的光線利用率，減少光線耗損，保證最終成像的圖像亮度。
9、優選的，所述偏振分光片與所述第一光源所在平面所成的銳角范圍為40°-50°；所述偏振分光片與所述第二光源所在平面所成的銳角范圍為40°-50°。
10、通過上述設置以保證第一光源的光線和第二光源的光線均能夠入射到偏振分光片上，此外，還能夠保證第一光源經過多焦面光學系統后的光線和第二光源經過多焦面光學系統后的光線都能夠在出瞳位置處交匯，以保證觀看者在出瞳位置能夠看到分別經過第一光源和第二光源后形成的像。
11、優選的，所述多焦面光學系統還包括第三透鏡組，所述第三透鏡組設置在所述第一光源和所述偏振分光片之間。
12、在第一光源和偏振分光片之間設置第三透鏡組以改變第一光源的光線，能夠使得在其他條件不變的情況下，保證更多的光線入射至偏振分光片上，以提高第一光源的光線利用率，減少光線耗損，保證最終成像的圖像亮度。
13、本專利技術還提供了一種多焦面光學系統，包括：光源，包括第一光源和第二光源，所述第一光源和第二光源均發出p偏振光；偏振分光片，包括第一面和第二面，所述第一面同時與所述第一光源和所述第二光源相對設置，所述偏振分光片與第一光源所在平面成第一范圍的夾角，且與第二光源所在平面成第二范圍的夾角；第一透鏡組，包括透鏡，所述透鏡與所述偏振分光片相對地設置；四分之一波片，與所述第二面以及第二光源相對設置；第一光學器件，與所述四分之一波片相對設置，能夠反射至少一部分入射在其上的光線；所述第一光源發出的光線經過所述偏振分光片和第一透鏡組的透射后，出射形成具有第一焦距的第一像；所述第二光源發出的光線經過所述偏振分光片的透射之后，穿過四分之一波片入射至第一光學器件上，經第一光學器件的反射后再次通過四分之一波片，入射至偏振分光片的第二面，經偏振分光片反射后入射并通過第一透鏡組，形成具有第二焦距的第二像。
14、如此設置使得第一光源和第二光源共用部分的光學器件以節省空間布局，并保證各自的光線能夠在出瞳位置交匯，此外，設置同一光學器件將對不同的光源進行不同的光線處理，從而改變光源的成像路徑，使得兩個光源最終形成的像具有不同的焦距，以能夠有效避免當人眼長時間注視具有固定且單一的焦距時產生的視覺疲勞。當具有兩個不同的焦距時，能夠共同作用產生離焦刺激，以有效防控和緩解近視。
15、優選的，所述多焦面光學系統還包括棱鏡，所述偏振分光片設置在所述棱鏡中。
16、通過設置棱鏡以在不對光線的傳播產生較大的影響的條件下，將偏振分光片固定，且時刻保持偏振分光片處于平展的狀態，進而能夠保證畫面亮度保持均勻。
17、優選的，所述多焦面光學系統還包括第二透鏡組，所述第二透鏡組設置在所述第二光源與所述偏振分光片之間。
18、在第二光源和偏振分光片之間設置第二透鏡組以改變第二光源的光線，能夠使得在其他條件不變的情況下，保證更多的光線入射至偏振分光片上，以提高第二光源的光線利用率，減少光線耗損，保證最終成像的圖像亮度。
19、優選的，所述偏振分光片與所述第一光源所在平面所成的銳角范圍為40°-50°；所述偏振分光片與所述第二光源所在平面所成的銳角范圍為40°-50°。
20、通過上述設置以保證第一光源的光線和第二光源的光線均能夠入射到偏振分光片上，此外，還能夠保證第一光源經過多焦面光學系統后的光線和第二光源經過多焦面光學系統后的光線都能夠在出瞳位置處交匯，以保證觀看者在出瞳位置能夠看到分別經過第一光源和第二光源后形成的像。
21、優選的，所述多焦面光學系統厚度小于31mm。
22、優選的，所述第一光學器件包括透反射鏡，所述多焦面光學系統還包括第三光源，所述第三光源發出s偏振光，并設置在所述透反射鏡的下方；第三光源發出的光線入射至偏振分光片上，經過偏振分光片的反射并通過第一透鏡組，形成具有第三焦距的第三像。
23、設置第三光源以能夠通過多焦面光學系統呈現具有第三焦距的第三像。
24、優選的，所述多焦面光學系統還包括第四透鏡組，設置在所述第三光源與透反射鏡之間。
25、第三光源和透反射鏡之間設置第二透鏡組以改變第三光源的光線，能夠使得在其他條件不變的情況下，保證更多的光線入射至偏振分光片上，以提高第三光源的光線利用率，減少光線耗損，保證最終成像的圖像亮度。
26、與現有技術相比，本專利技術設置多個光源，并通過對多個光源的位置以及發出光線性質的設置以使得多個光源在同一個光學系統中具有兩種不同的光線傳播路徑，進而使得最后的成像具有多個不同的焦距；此外，設置第一本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種多焦面光學系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述多焦面光學系統還包括棱鏡，所述偏振分光片設置在所述棱鏡中。
3.根據權利要求1或2所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述多焦面光學系統還包括第二透鏡組，所述第二透鏡組設置在所述第二光源與所述偏振分光片之間。
4.根據權利要求3所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述偏振分光片與所述第一光源所在平面所成的銳角范圍為40°-50°；所述偏振分光片與所述第二光源所在平面所成的銳角范圍為40°-50°。
5.根據權利要求4所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述多焦面光學系統還包括第三透鏡組，所述第三透鏡組設置在所述第一光源和所述偏振分光片之間。
6.一種多焦面光學系統，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述多焦面光學系統還包括棱鏡，所述偏振分光片設置在所述棱鏡中。
8.根據權利要求6或7所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述多焦面光學系統還包括第二透鏡組，所述第二透鏡組設
9.根據權利要求8所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述偏振分光片與所述第一光源所在平面所成的銳角范圍為40°-50°；所述偏振分光片與所述第二光源所在平面所成的銳角范圍為40°-50°。
10.根據權利要求1或6所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述多焦面光學系統厚度小于31mm。
11.根據權利要求9所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述第一光學器件包括透反射鏡，所述多焦面光學系統還包括第三光源，所述第三光源發出S偏振光，并設置在所述透反射鏡的下方；第三光源發出的光線入射至偏振分光片上，經過偏振分光片的反射并通過第一透鏡組，形成具有第三焦距的第三像。
12.根據權利要求11所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述多焦面光學系統還包括第四透鏡組，設置在所述第三光源與透反射鏡之間。
...【技術特征摘要】
1.一種多焦面光學系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述多焦面光學系統還包括棱鏡，所述偏振分光片設置在所述棱鏡中。
3.根據權利要求1或2所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述多焦面光學系統還包括第二透鏡組，所述第二透鏡組設置在所述第二光源與所述偏振分光片之間。
4.根據權利要求3所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述偏振分光片與所述第一光源所在平面所成的銳角范圍為40°-50°；所述偏振分光片與所述第二光源所在平面所成的銳角范圍為40°-50°。
5.根據權利要求4所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述多焦面光學系統還包括第三透鏡組，所述第三透鏡組設置在所述第一光源和所述偏振分光片之間。
6.一種多焦面光學系統，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的多焦面光學系統，其特征在于，所述多焦面光學系統還包括棱鏡，所述偏振分光片設置在所述棱鏡中。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：陳海龍，姚俊，劉玥，沈文睿，
申請(專利權)人：上海睿視健康科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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