一种飞行VR眼镜及其光学成像系统的制作方法

本实用新型属于无人机技术领域，尤其涉及一种飞行VR(Virtual Reality，虚拟现实)眼镜及其光学成像系统。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，各种类型的无人机不断普及，例如，植保无人机、航拍无人机、救援无人机、运载无人机等，为人们的生产和生活带来了极大便利。与无人机配套的飞行VR眼镜，可以接收并播放无人机飞行过程中拍摄的视频数据和采集的音频数据，使用户可以获得无人机的视角，仿佛置身无人机中，为用户带来了良好的飞行体验。

然而，现有的飞行VR眼镜的光学成像系统的结构复杂、难以进行装配、光路校准和调试，且体积大、重量高。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种飞行VR眼镜及其光学成像系统，以解决现有的飞行VR眼镜的光学成像系统的结构复杂、难以进行光路校准和调试，且体积大、重量高的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种飞行VR眼镜的光学成像系统，其包括背光源、偏振片、偏振分束器、显示芯片、1/4波片和反射镜；

所述偏振片设置于所述背光源的出光侧，所述偏振分束器设置于所述偏振片的出光侧，所述偏振分束器的第一分光面朝向所述偏振片的出光侧和所述显示芯片设置，所述偏振分束器的第二分光面朝向所述1/4波片和所述光学成像系统的出光侧设置，所述反射镜的反射面朝向所述1/4波片设置；

所述背光源发射光信号至所述偏振片，所述光信号中的P光被所述偏振片滤除，所述光信号中的S光透过所述偏振片入射至所述偏振分束器的第一分光面，所述光信号中的S光被所述偏振分束器的第一分光面反射至所述显示芯片，所述光信号中的S光被所述显示芯片调制为携带有图像信号的P光并反射至所述偏振分束器的透射反射面，所述携带有图像信号的P光被所述偏振分束器的第一分光面透射至所述1/4波片，所述携带有图像信号的P光被所述1/4波片调制为椭圆偏振光并入射至所述反射镜的反射面，所述椭圆偏振光被所述反射镜的反射面反射至所述1/4波片，所述椭圆偏振光被所述1/4波片调制为线偏振光并入射至所述偏振分束器的第二分光面，所述线偏振光中的S光被所述偏振分束器的第二分光面反射并经由所述光学成像系统的出光侧出射。

在一个实施例中，所述偏振分束器为偏振分束片或偏振分束棱镜。

在一个实施例中，所述反射镜为非球面反射镜。

在一个实施例中，所述显示芯片为硅基液晶芯片。

在一个实施例中，所述的飞行VR眼镜的光学成像系统还包括透光保护片；

所述透光保护片设置于所述光学成像系统的出光侧。

本实用新型实施例第二方面提供一种飞行VR眼镜的光学成像系统，其包括自发光显示芯片、偏振分束器、1/4波片和反射镜；

所述偏振分束器的第一分光面朝向所述自发光显示芯片的出光侧设置，所述偏振分束器的第二分光面朝向所述1/4波片和所述光学成像系统的出光侧设置，所述反射镜的反射面朝向所述1/4波片设置；

所述自发光显示芯片发射携带有图像信号的光信号至所述偏振分束器的第一分光面，所述携带有图像信号的光信号中的P光被所述偏振分束器的第一分光面透射至所述1/4波片，所述携带有图像信号的P光被所述1/4波片调制为椭圆偏振光并入射至所述反射镜的反射面，所述椭圆偏振光被所述反射镜的反射面反射至所述1/4波片，所述椭圆偏振光被所述1/4波片调制为线偏振光并入射至所述偏振分束器的第二分光面，所述线偏振光中的S光被所述偏振分束器的第二分光面反射并经由所述光学成像系统的出光侧出射。

在一个实施例中，所述偏振分束器为偏振分束片或偏振分束棱镜。

在一个实施例中，所述反射镜为非球面反射镜。

在一个实施例中，所述的飞行VR眼镜的光学成像系统还包括透光保护片；

所述透光保护片设置于所述光学成像系统的出光侧。

本实用新型实施例的第三方面提供了一种飞行VR眼镜，其包括上述的光学成像系统。

本实用新型实施例通过提供一种由背光源、偏振片、偏振分束器、显示芯片、1/4波片和反射镜，或者，由自发光显示芯片、偏振分束器、1/4波片和反射镜构成的飞行VR眼镜的光学成像系统，结构简单、易于进行装配、光路校准和调试，且体积小巧、重量轻。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1和2是本实用新型实施例一提供的飞行VR眼镜的光学成像系统的结构示意图；

图3和4是本实用新型实施例二提供的飞行VR眼镜的光学成像系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种飞行VR眼镜的光学成像系统，其包括背光源1、偏振片2、偏振分束器(polarization beam splitter，PBS)3、显示芯片4、1/4波片5和反射镜6。

如图1所示，在本实施例中，光学成像系统中各器件之间的相对位置关系如下：

偏振片2设置于背光源1的出光侧，偏振分束器3设置于偏振片2的出光侧，偏振分束器3的第一分光面朝向偏振片2的出光侧和显示芯片4设置，偏振分束器3的第二分光面朝向1/4波片5和光学成像系统的出光侧设置，反射镜6的反射面朝向1/4波片5设置。

本实施例提供的光学成像系统的工作原理如下：

背光源发射光信号至偏振片，光信号中的P光被偏振片滤除，光信号中的S光透过偏振片入射至偏振分束器的第一分光面，光信号中的S光被偏振分束器的第一分光面反射至显示芯片，光信号中的S光被显示芯片调制为携带有图像信号的P光并反射至偏振分束器的透射反射面，携带有图像信号的P光被偏振分束器的第一分光面透射至1/4波片，携带有图像信号的P光被1/4波片调制为椭圆偏振光并入射至反射镜的反射面，椭圆偏振光被反射镜的反射面反射至1/4波片，椭圆偏振光被1/4波片调制为线偏振光并入射至偏振分束器的第二分光面，线偏振光中的S光被偏振分束器的第二分光面反射并经由光学成像系统的出光侧出射。

在具体应用中，背光源可以根据实际需要选择任意适用于飞行VR眼镜的小型背光源，背光源的形状可以根据实际需要设置为点光源、面光源或线光源，根据发光原理的不同背光源的可以根据实际需要选择LED(发光二极管)、CCFL(冷阴极荧光管)、HCFL(热阴极荧光管)、VFD(扁平荧光灯)、EL(电致发光片)、OLED(有机电致发光片)、FED(平板场发射)等构成。

在本实施例中，偏振片具体为可透过S光(垂直于偏振片所在平面的光)并滤除P光(平行于偏振片所在平面的光)的偏振片。

在一个实施例中，所述偏振分束器为偏振分束片或偏振分束棱镜。

在具体应用中，偏振分束器可以根据实际需要选择平面型(即偏振分束片)或立方体型(即偏振分束棱镜)结构。当选择平面型结构时可以有效降低光学成像系统的体积。

在一个实施例中，所述反射镜为非球面反射镜。

在一个实施例中，所述显示芯片为硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)芯片。

如图2所示，在本实施例中，光学成像系统还包括透光保护片7；

透光保护片7设置于光学成像系统的出光侧。

在具体应用中，透光保护片可以根据实际需要选择由任意的透光材料制成的保护片，例如，树脂保护片、亚克力保护片、塑料保护片、玻璃保护片等。

在具体应用中，显示芯片可以设置于反射镜的上方或下方，只要保证自发光显示芯片位于反射镜的反射面所在的一侧即可。

本实施例通过提供一种由背光源、偏振片、偏振分束器、显示芯片、1/4波片和反射镜构成的飞行VR眼镜的光学成像系统，结构简单、易于进行装配、光路校准和调试，且体积小巧、重量轻。

实施例二

如图3所示，本实施例提供一种飞行VR眼镜的光学成像系统，其包括自发光显示芯片10、偏振分束器20、1/4波片30和反射镜40。

如图1所示，在本实施例中，光学成像系统中各器件之间的相对位置关系如下：

偏振分束器20的第一分光面朝向自发光显示芯片10的出光侧设置，偏振分束器20的第二分光面朝向1/4波片30和光学成像系统的出光侧设置，反射镜40的反射面朝向1/4波片30设置。

本实施例提供的光学成像系统的工作原理如下：

自发光显示芯片发射携带有图像信号的光信号至偏振分束器的第一分光面，携带有图像信号的光信号中的P光被偏振分束器的第一分光面透射至1/4波片，携带有图像信号的P光被1/4波片调制为椭圆偏振光并入射至反射镜的反射面，椭圆偏振光被反射镜的反射面反射至1/4波片，椭圆偏振光被1/4波片调制为线偏振光并入射至偏振分束器的第二分光面，线偏振光中的S光被偏振分束器的第二分光面反射并经由光学成像系统的出光侧出射。

在具体应用中，自发光显示芯片具体可以选用基于OLED(Organic Electroluminesence Display，有机电激光显示)技术的有机电激光显示芯片或基于QLED(Quantum Dot Light Emitting Diodes，量子点发光二极管)技术的量子点发光二极管显示芯片，该自发光显示芯片具体可以通过硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)技术实现。

在一个实施例中，所述偏振分束器为偏振分束片或偏振分束棱镜。

在具体应用中，偏振分束器可以根据实际需要选择平面型(即偏振分束片)或立方体型(即偏振分束棱镜)结构。当选择平面型结构时可以有效降低光学成像系统的体积。

在一个实施例中，所述反射镜为非球面反射镜。

如图4所示，在本实施例中，光学成像系统还包括透光保护片50；

透光保护片50设置于光学成像系统的出光侧。

在具体应用中，透光保护片可以根据实际需要选择由任意的透光材料制成的保护片，例如，树脂保护片、亚克力保护片、塑料保护片、玻璃保护片等。

本实用新型实施例通过提供一种由自发光显示芯片、偏振分束器、1/4波片和反射镜构成的飞行VR眼镜的光学成像系统，结构简单、易于进行装配、光路校准和调试，且体积小巧、重量轻。

在具体应用中，自发光显示芯片可以设置于反射镜的上方或下方，只要保证自发光显示芯片位于反射镜的反射面所在的一侧即可。

应当理解的是，实施例一和实施例二中名称相同的器件为工作原理相同。

本实用新型的一个实施例还提供一种飞行VR眼镜，其包括实施例一或实施例二所述的光学成像系统。

在具体应用中，飞行VR眼镜可以根据实际需要设置为任意易于佩戴的结构和形状。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。