一种光学成像系统及成像装置

1.本发明实施例涉及光学技术领域，具体涉及一种光学成像系统及成像装置。


背景技术：

2.实像是指能够在光屏上呈现的像，实际实施场景中，实像既可以在光屏上显示，也可以在空中悬浮显示。实像的成像原理在于，反射或折射待成像物体射出的光线，使得待成像物体射出的光线重新汇聚，光线汇聚所形成的像即为待成像物体的实像。
3.如图1所示，一种常规的实像成像装置包括显示源11、反射偏振元件12、逆反射元件13和波片14，其中，反射偏振元件12接收显示源11射出的光线，进而，将部分光线透射到反射偏振元件12的另一侧，将另一部分光线反射到波片14，波片14将接收的光线处理后向逆反射元件13射出，逆反射元件13对接收的光线进行逆反射，使得逆反射回的光线经波片14和反射偏振元件12透射，进而，在反射偏振元件12的另一侧汇聚，形成显示源11所显示物体的实像。
4.可见，为了确保显示源11射出的光线能够汇聚成像，反射偏振元件12 应当与显示源11和逆反射元件13均保持一定的夹角，即相对于其他元件反射偏振元件12应当倾斜放置。然而，反射偏振元件12倾斜放置需要占据较大空间，这样会造成实像成像装置的体积相对较大。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种光学成像系统及成像装置，能够解决现有成像装置的体积相对较大的问题。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种光学成像系统，所述系统包括：
7.按照待成像对象出射光线的传输方向，顺次排列的第一分光元件、第一光学相位调制元件和第二分光元件；
8.所述第一分光元件的入射光线是第一偏振方向的偏振光，所述第一分光元件透射所述第一偏振方向的偏振光，反射第二偏振方向的偏振光，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向正交；
9.所述第一光学相位调制元件是四分之一波片；
10.所述第二分光元件反射所述第一光学相位调制元件出射的部分光线，透射所述第一光学相位调制元件出射的另一部分光线。
11.在一些可能的实施方式中，所述第一分光元件和所述第二分光元件中的至少一个对光线有汇聚作用，以使所述第二分光元件对经由所述第一分光元件反射而来的光出射后呈汇聚效果；或者，所述第二分光元件的出射光发散。
12.在一些可能的实施方式中，所述第一分光元件包括平面元件和曲面元件，
13.当所述第一分光元件为所述曲面元件时，所述第一分光元件的凹面朝向所述第一光学相位调制元件，或者，所述第一分光元件的凸面朝向所述第一光学相位调制元件。
14.在一些可能的实施方式中，若所述第一分光元件和所述第二分光元件中的至少一个对光线有汇聚作用，当所述第一分光元件的凹面朝向所述第一光学相位调制元件时，所述第二分光元件为平面元件、凸面朝向所述第一光学相位调制元件的元件，或者凹面朝向所述第一光学相位调制元件的元件，
15.当所述第二分光元件为凸面朝向所述第一光学相位调制元件的元件时，所述第一分光元件的曲率大于所述第二分光元的曲率；
16.当所述第一分光元件为所述平面元件，或者所述第一分光元件的凸面朝向所述第一光学相位调制元件的元件时，所述第二分光元件为凹面朝向所述第一光学相位调制元件的元件，且所述第二分光元件的曲率大于所述第一分光元件的曲率。
17.在一些可能的实施方式中，所述第二分光元件对光的反射率满足：10％至90％，或者，所述第二分光元件对光的透射率满足：10％至90％。
18.在一些可能的实施方式中，所述光学成像系统还包括：按照所述第二分光元件的透射出射方向顺次排列的第二光学相位调制元件和偏光片，
19.所述第二光学相位调制元件是四分之一波片，且所述第二光学相位调制元件的光轴与所述第一光学相位调制元件的光轴夹角为0
°
、180
°
、90
°
或
ꢀ‑
90
°
；
20.所述偏光片存在吸光轴和透光轴，所述偏光片的透光轴与所述第二光学相位调制元件的光轴夹角是45
°
、-45
°
、135
°
或-135
°
。
21.在一些可能的实施方式中，当所述第二光学相位调制元件的光轴与所述第一光学相位调制元件的光轴夹角为0
°
或180
°
时，所述偏光片透射所述第一偏振方向的偏振光；
22.当所述第二光学相位调制元件的光轴与所述第一光学相位调制元件的光轴夹角为90
°
或-90
°
时，所述偏光片透射所述第二偏振方向的偏振光。
23.第二方面，本发明实施例提供了一种成像装置，包括显示元件和光学成像系统，所述显示元件用于出射待成像对象的光线，所述光线是第一偏振方向的偏振光，所述光学成像系统如第一方面或者第一方面任一可能的实施方式所述。
24.在一些可能的实施方式中，所述显示元件实现为以下任一：
25.被线偏振光照射的所述待成像对象的实体、出射线偏振光的所述待成像对象的实体、显示所述待成像对象图像的显示器，所述显示器出射线偏振光，或者所述显示器与线偏振光处理器件组合出射线偏振光。
26.在一些可能的实施方式中，当所述成像装置成实像时，所述显示元件的出光面到所述实像成像平面的距离大于或者等于所述出光面到所述第二分光元件的距离。
27.为解决现有成像装置的体积相对较大的问题，本技术实施例提供的光学成像系统包括按照待成像对象出射光线的传输方向，顺次排列的第一分光元件、第一光学相位调制元件和第二分光元件，其中，第一光学相位调制元件是四分之一波片。对于第一光学相位调制元件入射的光，第二分光元件反射该入射光的部分光线，透射该入射光的另一部分光线。第一分光元件透射待成像对象出射光线，反射来自第二分光元件且经由第一光学相位调制元件的光线。这样，若待成像对象的出射光是第一偏振方向的偏振光，那么，第一分光元件透射第一偏振方向的偏振光。进而，第一分光元件透射出射的光经第一光学相位调制元件首次调制相位后，入射到第二分光元件，而第二分光元件反射后光再次经过第一光学相位调制元件，入射到第一分光元件。此时，第一偏振方向的偏振光两次经过第一光学相位调制
元件，产生了π的相位延迟，即光线的偏振方向产生90
°
的旋转，即，此时入射到第一分光元件的光是第二偏振方向的偏振光，而第一分光元件反射第二偏振方向的偏振光。经第一分光元件反射的光经由第一光学相位调制元件和第二分光元件，进而，使得透射出的光线能够成像。可见，本技术实施例提供的光学成像系统，利用光的偏振性，在顺次排列的各个光学元件之间，依然能够实现光的反射和透射并最终成像，无需倾斜放置任一光学元件，使得各个光学元件占用的空间较小，从而能够缩小成像装置的体积。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本技术实施例提供的示例性常规实像成像装置的结构示意图；
30.图2是本技术实施例提供的示例性光学相位调制的光线变换示意图；
31.图3a是本技术实施例提供的光学成像系统30的示例性结构示意图；
32.图3b是本技术实施例提供的光学成像系统300的示例性结构示意图；
33.图3c是本技术实施例提供的光学成像系统3000的示例性结构示意图；
34.图4a是本技术实施例提供的一种光学成像系统41的示例性结构示意图；
35.图4b是本技术实施例提供的一种光学成像系统42的示例性结构示意图；
36.图4c是本技术实施例提供的一种光学成像系统43的示例性结构示意图；
37.图5是本技术实施例提供的一种成像装置50的结构示意图。
具体实施方式
38.本技术以下实施例中所使用的术语是为了描述可选实施方式的目的，而并非旨在作为对本技术的限制。如在本技术的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括复数表达形式。还应当理解，尽管在以下实施例中可能采用术语第一、第二等来描述某一类对象，但所述对象不限于这些术语。这些术语用来将该类对象的具体对象进行区分。例如，以下实施例中可能采用术语第一、第二等来描述分光元件，但分光元件不应限于这些术语。以下实施例中可能采用术语第一、第二等来描述的其他类对象同理，此处不再赘述。
39.下面对本技术实施例中涉及的技术进行解释。
40.偏振光，也称偏光，由于光是一种电磁波，所以光波在传输过程中，以一定的振动方向传输，光波传输过程中构成的平面称为振动面。通常，光波的振动面在一个方向，例如垂直于地面方向(以下称为竖直方向)或者平行于地面方向(以下称为水平方向)，所以，这类光波被称为平面偏振光或线偏振光。
41.下文将竖直方向和水平方向分别称为第一偏振方向和第二偏振方向，在实际实施过程中，若竖直方向为第一偏振方向，那么水平方向则为第二偏振方向，若水平方向为第一偏振方向，那么竖直方向则为第二偏振方向，本技术实施例对此不限制。
42.光学相位调制，是指通过改变光波的光程来改变光波相位的调制方式。光学相位调制元件通常被称为波片，波片包含光轴，该光轴与波片的端面平行。当线偏振光入射波片
之后，波片可以将入射的线偏振光分解成垂直于光轴的第一光和平行于光轴的第二光，第一光和第二光的传输速度方向相同，但传输速度不同。基于此，经过波片的调制后第一光和第二光之间会产生一定量的相位差，从而实现对偏振光的相位调制。波片通常包括二分之一波片和四分之一波片，二分之一波片可以使得上述第一光和第二光之间产生π的相位差，使得调制后的偏振光的偏振方向相对于调制前的偏振光的偏振方向相位旋转了90
°
。四分之一波片可以使得上述第一光和第二光之间产生π/2 的相位差，使得调制后的偏振光的偏振方向相对于调制前的偏振光的偏振方向相位旋转了45
°
。
43.其中，四分之一波片的光轴与入射偏振光偏振方向的夹角可以是+45
°
、
ꢀ‑
45
°
、+135
°
或者-135
°
。如图2所示，第一偏振方向或第二偏振方向的偏振光经四分之一波片调制后，可以出射圆偏振光。
44.分光，是指将入射的一路光分为至少两路。分光的方式可以包括将入射光的一部分出射，将入射光的另一部分进行其他处理，其他处理例如包括反射或者吸收等；或者，分光器件仅透射一种类型的光，而反射或者吸收其他类型的光。
45.本技术实施例提供了一种光学成像系统，该光学成像系统，按照待成像对象出射光线的传输方向，顺次排列设置各个光学元件。通过利用光的偏光特性，本技术实施例中顺次排列的光学元件依然能够实现光的反射和透射，进而使得光学成像系统出射的光线形成待成像对象的实像或者虚像，无需倾斜放置任一光学元件，使得各个光学元件占用的空间较小，从而能够缩小相应成像装置的体积。
46.下面结合示例对本技术实施例的技术方案进行介绍。
47.参见图3a，图3a示出了本技术实施例的一种光学成像系统30(以下简称系统30)，系统30用于成像，包括：按照待成像对象出射光线的传输方向，顺次排列的第一分光元件31、第一光学相位调制元件32和第二分光元件33。
48.可以理解的是，图3a示意的结构并不构成对光学成像系统30的具体限定。在本技术另一些实施方式中，光学成像系统30可以包括比图示更多或更少的光学元件(如图3b示意的实施例所示)，或者各种光学元件的不同组合或者不同部署。
49.一些实施方式中，第一分光元件31的入射光线s1可以是第一偏振方向的偏振光，而第一分光元件31透射第一偏振方向的偏振光，反射第二偏振方向的偏振光。第一偏振方向与第二偏振方向的设定详见上述描述。第一光学相位调制元件32是四分之一波片。且第二分光元件33反射第一光学相位调制元件32出射的部分光线，透射第一光学相位调制元件32出射的另一部分光线。
50.示例性的，入射到第一分光元件31的第一偏振方向的偏振光s1，经由第一分光元件31透射进而入射到第一光学相位调制元件32。偏振光s1经第一光学相位调制元件32调制相位后得到光线s2。光线s2入射第二分光元件 33之后，其中部分光线s2-1经第二分光元件33反射至第一光学相位调制元件32，另一部分光线经第二分光元件33透射出射。光线s2-1经第一光学相位调制元件32调制相位后得到光线s3，光线s3入射第一分光元件31。其中，光线s3相对于光线s1经第一光学相位调制元件32进行了两次相位调制，而第一光学相位调制元件32是四分之一波片，相应的，光线s3相对于光线s1产生了π相位的延迟，即s3相对于s1的偏振方向转换了90
°
，那么，光线s3是第二偏振方向的偏振光。进而，第一分光元件31反射光线s3至第一光学相位调制元件32。第一光学相位调制元件32调制光线s3的相位后得到光
线s4。光线s4入射第二分光元件33后，部分光线s4-1透射出射，另一部分光线被第二分光元件33反射至第一光学相位调制元件32(图3a中未示出)。第二分光元件33透射出射的光线s4-1用于成像。而光线s4中被第二分光元件33反射的光线经第一光学相位调制元件32调制后得到的光线，相较于光线s3产生了π相位的延迟，得到第一偏振方向的偏振光，该光线入射第一分光元件31后，经第一分光元件31透射出射。
51.需要指出的是，理论上，第二分光元件33反射的光的比例与透射的光的比例之和应为100％，基于此，第二分光元件33对光的反射率满足：10％至 90％，或者，第二分光元件33对光的透射率满足：10％至90％。应理解，当第二分光元件33对光的反射率为10％时，第二分光元件33对光的透射率应为90％。可选的，通常可以将第二分光元件33对光的反射率设置为30％至 70％，或者将第二分光元件33对光的透射率设置为30％至70％。
52.可见，采用本实现方式，利用光的偏振性，在顺次排列的各个光学元件之间，依然能够实现光的反射和透射并最终成像，无需倾斜放置任一光学元件，使得各个光学元件占用的空间较小，从而能够缩小成像装置的体积，提高用户的使用感受。
53.应理解，图3a仅是本技术的示例性描述，在其他实现方式中，本技术实施例的光学成像系统还可以包括比系统30更多的光学元件。
54.如图3b所示，图3b示出了本技术实施例的一种光学成像系统300(以下简称系统300)，系统300包括：按照待成像对象出射光线的传输方向，顺次排列的第一分光元件301、第一光学相位调制元件302、第二分光元件303、第二光学相位调制元件304和偏光片305。其中，第一分光元件301的功能参见图3a中第一分光元件31的功能，第一光学相位调制元件302的功能参见图3a中第一光学相位调制元件32的功能，第二分光元件303的功能参见图3a中第二分光元件33的功能，此处不再详述。
55.第二光学相位调制元件304是四分之一波片，该第二光学相位调制元件 304的光轴与第一光学相位调制元件302的光轴夹角为0
°
、180
°
、90
°
或
ꢀ‑
90
°
，具体的，可以根据实际实施场景灵活设置。偏光片305通过透射一种偏正方向的偏振光，吸收另一种偏正方向的偏振光来进行分光，基于此，偏光片305例如存在吸光轴和透光轴，偏光片305的透光轴与第二光学相位调制元件304的光轴夹角是45
°
、-45
°
、135
°
或-135
°
，具体的，可以根据实际实施场景灵活设置。
56.系统300中，待成像对象至第二分光元件303中各光学器件之间的光路，可以参考系统30中的描述，此处不再详述。实际实施场景中，偏光片305 透射的偏振光可以是第一偏振方向的偏振光，也可以是第二偏振方向的偏振光，而偏光片305透射的偏振光的偏振方向，根据第一光学相位调制元件302 的光轴和第二光学相位调制元件304的光轴的关系确定。
57.以系统300中第二分光元件303透射出射的光同样是光线s2的部分光线和光线s4-1为例，光线s2的部分光线经第二光学相位调制元件304调制后出射光线s2a，光线s4-1经第二光学相位调制元件304调制后出射光线s5。
58.一些实施例中，若第二光学相位调制元件304的光轴与第一光学相位调制元件302的光轴夹角为0
°
或180
°
，例如，第一光学相位调制元件302 的光轴与第一偏振方向的夹角还可以是-45
°
，第二光学相位调制元件304的光轴与第一偏振方向的夹角例如是135
°
；再如，第一光学相位调制元件302 的光轴与第一偏振方向的夹角是135
°
，第二光学相位调制
元件304的光轴与第一偏振方向的夹角例如是-45
°
，此处不再一一举例。光线s2a的偏振方向与光线s1的偏振方向相同，均是第一偏振方向的偏振光，同理，光线s5 的偏振方向与光线s3的偏振方向也相同，均是第二偏振方向的偏振光，偏光片305和设置为透射第二偏振方向的偏振光，吸收第一偏振方向的偏振光。
59.另一些实施例中，若第二光学相位调制元件304的光轴与第一光学相位调制元件302的光轴夹角为90
°
或-90
°
，例如，第一光学相位调制元件302 的光轴与第一偏振方向的夹角还可以是-45
°
，第二光学相位调制元件304的光轴与第一偏振方向的夹角例如是-135
°
；再如，第一光学相位调制元件302 的光轴与第一偏振方向的夹角是-135
°
，第二光学相位调制元件304的光轴与第一偏振方向的夹角例如是-45
°
，此处不再一一举例。光线s2a的偏振方向与光线s1的偏振方向正交，光线s2a是第二偏振方向的偏振光，同理，光线s5的偏振方向与光线s3的偏振方向正交，光线s5是第一偏振方向的偏振光，偏光片305和设置为透射第一偏振方向的偏振光，吸收第二偏振方向的偏振光。
60.可见，采用系统300示意的实施方式，通过在第二分光元件的透射出射方向设置第二光学相位调制元件和偏光片，能够过滤第二分光元件透射出的部分干扰光线，从而能够优化成像的质量。
61.一些实施方式中，本技术实施例所述的光学成像系统用于成实像，成实像的原理在于光学成像系统出射的光线汇聚成像(如图3a、图3b、图4a 至4c中任一所示)。基于此，若本技术实施例所述的光学成像系统用于成实像，图3a中第一分光元件31和第二分光元件33中的至少一个对光线有汇聚作用，以使第二分光元件33对经由所述第一分光元件31反射而来的光出射后呈汇聚效果。另一些实施方式中，本技术实施例所述的光学成像系统用于成虚像，如图3c所示的光学成像系统3000。参考图3c，成虚像的原理在于光学成像系统出射的光线发散，而该发散光线的反向延长线的汇聚处，成待成像对象的虚像汇聚成像。基于此，若本技术实施例所述的光学成像系统用于成虚像，第二分光元件的出射光发散。
62.以下以光学成像系统用于成实像为例，对光学成像系统30可能的示例进行介绍。
63.实际实施场景中，光学成像系统30中的第一分光元件31可以包括平面元件和曲面元件，当第一分光元件31为曲面元件时，第一分光元件31的凹面朝向第一光学相位调制元件32，如图4a和图4b所示的第一偏振分光镜，或者，第一分光元件31的凸面朝向第一光学相位调制元件32，如图4c所示的第一偏振分光镜。
64.可选的，无论第一分光元件31是平面元件还是曲面元件，第一分光元件 31两个端面的面型可以相同或者基本相同。
65.在光学成像系统成实像的场景下，为了确保第二分光元件33对经由第一分光元件反射而来的光出射后呈汇聚效果，一些实施方式中，当第一分光元件31的凹面朝向第一光学相位调制元件32时，第二分光元件33为平面元件 (如图4a所示)、凸面朝向第一光学相位调制元件32的元件(如图4b所示)，或者凹面朝向第一光学相位调制元件32的元件。且当第二分光元件33为凸面朝向第一光学相位调制元件32的元件时，第一分光元件31的曲率大于第二分光元件33的曲率。另一些实施方式中，当第一分光元件31为平面元件，或者第一分光元件31的凸面朝向第一光学相位调制元件32的元件时，第二分光元件33为凹面朝向第一光学相位调制元件32的元件，且第二分光元件 33的曲率大于第一分光元件31的曲率，如图4c所示。
66.可选的，无论第二分光元件33是平面元件还是曲面元件，第二分光元件 33两个端面的面型可以相同或者基本相同。
67.下面通过几个成实像的示例性光学成像系统，对本技术实施例的光学成像系统进行介绍。
68.如图4a所示，图4a示意了一种光学成像系统41(以下简称系统41)，本示例中，第一分光元件31例如实现为偏振分光镜，第一光学相位调制元件 32例如实现为四分之一波片，第二分光元件33例如实现为分光镜。相应的，系统41包括：沿着入射光o1的传输方向顺次排列的偏振分光镜411、波片 412和分光镜413。偏振分光镜411为凹面朝向波片412方向的曲面镜，分光镜413为平面镜。示例性的，理想状态下，分光镜413对光的反射率和透射率例如均是50％。
69.可选的，偏振分光镜411与分光镜413之间的距离根据偏振分光镜411 的曲率设置，以满足高斯成像规则为准。波片412与偏振分光镜411的距离是0或波片412与分光镜413之间的距离是0。
70.示例性的，图4a中的入射光线o1为待成像对象的出射光线，入射光线 o1例如是竖直方向的偏振光。偏振分光镜411透射竖直方向的偏振光，反射水平方向的偏振光。基于此，偏振分光镜411透射出射光线o1至波片412。波片412对光线o1进行相位调制(即相位延迟π/2)，得到圆偏振光o2。圆偏振光o2经由分光镜413时，50％的光能透射出射，50％的光能(即光线 o2-1的光能)被反射至波片412。波片412对圆偏振光o2-1进行相位调制，得到线偏振光o3，光线o3相对于光线o1产生了π的相位延迟，即光线o3 的偏振方向相对于光线o1的偏振方向旋转了90
°
或-90
°
，光线o3为水平方向。由于偏振分光镜411反射水平方向的偏振光，所以，光线o3入射偏振分光镜411之后经偏振分光镜411反射至波片412。光线o3经波片412 进行相位调制后得到圆偏振光o4。光线o4经分光镜413透射出射的光用于成像。
71.另一些实施方式中，入射光o1可以是水平方向的偏振光。那么，此实施方式中，偏振分光镜411透射水平方向的偏振光，反射竖直方向的偏振光。
72.可以理解的是，上述图4a相关的描述为本技术光学成像系统的一种示例性实现方式，不构成对本技术光学成像系统的限制。另一些实施方式中，光学成像系统中的偏振分光镜和分光镜中的至少一个还可以是其他形状的光学元件，例如，若保持偏振分光镜如图4a中的偏振分光镜411所示的形状，光学成像系统中的分光镜还可以是其他任意曲面镜，如图4b所示。
73.图4b示意了一种光学成像系统42(以下简称系统42)，系统42包括：沿着入射光的传输方向顺次排列的偏振分光镜421、波片422和分光镜423。系统42中偏振分光镜421的功能和形态可以参考系统41中的偏振分光镜 411，波片422的功能和形态可以参考系统41中的波片412。分光镜423是凸面朝向波片422的分光镜，分光镜423的透射率例如是70％，反射率例如是30％。各个光学元件的功能以及光路，可以参考系统41相关的描述，此处不再赘述。
74.需要指出的是，根据实像成像的原理，对于偏振分光镜421反射而来且经由分光镜423透射出射的光线应当汇聚。系统42中，分光镜423反射出射方向的光发散，而偏振分光镜421反射出射的光呈汇聚效果。基于此，为了确保光线汇聚，偏振分光镜421的曲率应当大于分光镜423的曲率。而偏振分光镜421的曲率与分光镜423的曲率的关系，可以根据实际成像
的位置需求等来确定。
75.此外，可选的，在偏振分光镜的形态如系统41和系统41所示的场景中时，分光镜还可以实现为凹面朝向波片的光学元件。
76.可选的，光学成像系统中的偏振分光镜也可以实现为其他形状的光学元件。
77.如图4c所示，图4c示意了一种光学成像系统43(以下简称系统43)，系统43包括：系统43包括：沿着入射光的传输方向顺次排列的偏振分光镜 431、波片432和分光镜433。系统43中偏振分光镜431的凸面朝向波片432，分光镜433是凹面朝向波片432的分光镜，分光镜433的透射率例如是70％，反射率例如是30％。各个光学元件的功能以及光路，可以参考系统41相关的描述，此处不再赘述。
78.系统43中偏振分光镜431透射出射的光发散，分光镜433反射而来并经由偏振分光镜431反射的光，再次经分光镜433透射出射方向的光呈汇聚效果。基于此，为了确保分光镜433对偏振分光镜431反射而来的光透射出射时汇聚成实像，系统43中分光镜433的曲率应当大于偏振分光镜431的曲率，而大于的量可以根据实际需求灵活设定，此处不限制。
79.可选的，系统43中的偏振分光镜431还可以替换为平面光学元件，此处不再展开描述。
80.可以理解的是，上述图4a至图4c均是光学成像系统成实像的示例性实现方式。若光学成像系统成虚像，图4b中的偏振分光镜421的曲率应当小于分光镜423的曲率，图4c中分光镜433的曲率应当小于偏振分光镜431 的曲率，此处不再赘述。
81.综上，本技术实施例提供的光学成像系统包括按照待成像对象出射光线的传输方向，顺次排列的第一分光元件、第一光学相位调制元件和第二分光元件，其中，第一光学相位调制元件是四分之一波片。对于第一光学相位调制元件入射的光，第二分光元件反射该入射光的部分光线，透射该入射光的另一部分光线。第一分光元件透射待成像对象出射光线，反射来自第二分光元件且经由第一光学相位调制元件的光线。这样，若待成像对象的出射光是第一偏振方向的偏振光，那么，第一分光元件透射第一偏振方向的偏振光。进而，第一分光元件透射出射的光经第一光学相位调制元件首次调制相位后，入射到第二分光元件，而第二分光元件反射后光再次经过第一光学相位调制元件，入射到第一分光元件。此时，第一偏振方向的偏振光两次经过第一光学相位调制元件，产生了π的相位延迟，即光线的偏振方向产生90
°
的旋转，即，此时入射到第一分光元件的光是第二偏振方向的偏振光，而第一分光元件反射第二偏振方向的偏振光。经第一分光元件反射的光经由第一光学相位调制元件和第二分光元件，进而，使得透射出的光线能够成像。可见，本技术实施例提供的光学成像系统，利用光的偏振性，在顺次排列的各个光学元件之间，依然能够实现光的反射和透射并最终成像，无需倾斜放置任一光学元件，使得各个光学元件占用的空间较小，从而能够缩小成像装置的体积。
82.参见图5，与上述相对应的，图5示意了一种成像装置50，该成像装置 50包括显示元件51和光学成像系统52，该光学成像系统52如系统30至系统43中任一所示，显示元件51用于出射待成像对象的光线。
83.根据上述实施例的描述，光学成像系统52的入射光线是第一偏振方向的线偏振光，基于此，显示元件51可以实现为以下任一：被线偏振光照射的待成像对象的实体、出射线偏振光的待成像对象的实体、显示待成像对象图像的显示器等。
84.示例性的，若显示器出射的光为线偏振光，可以将显示器出射的光作为光学成像系统52的入射光。若显示器出射的光不是线偏振光，可以在显示器出射光的方向设置线偏振光处理器件，进而，将线偏振光处理器件出射的光作为光学成像系统52的入射光。
85.一些实施方式中，若该成像装置50用于成实像，显示元件51的出光面到实像成像平面的距离大于或者等于出光面到第二分光元件的距离，这样能够确保实像在成像装置50之外成像。
86.根据前述对光学成像系统的描述，由于光学成像系统中的各光学元件顺次排列，无需倾斜放置任一光学元件，使得各个光学元件占用的空间较小，从而能够缩小成像装置的体积。
87.本说明书的各个部分均采用递进的方式进行描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点介绍的都是与其他实施例不同之处，相关之处参见方法实施例部分的说明即可。
88.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
89.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。