技术摘要：
本发明公开了一种AR光学系统及AR显示设备，涉及显示技术领域，以削弱外界杂散光的影响，提高虚拟画面的清晰度。AR光学系统，包括显示器、透明导光件、偏振分束光栅以及光波导，透明导光件位于显示器的出光侧，包括入光面、出光面、第一表面和第二表面；透明导光件被配  全部
背景技术：
增强现实(Augmented  Reality，简称AR)技术通过计算机技术将虚拟信息混合到 真实世界的场景中，使真实的环境和虚拟的画面实时地呈现到同一个画面中，可以实现真 实世界信息和虚拟世界信息的相互补充和叠加，从而使用户具有身临其境的沉浸感。AR技 术的目标就是把虚拟世界融合在现实世界场景并进行互动。 目前，AR显示设备主要以头戴式为主，例如AR眼镜。为了满足长期佩戴的舒适性， AR显示装置需要足够的轻薄化。在多种AR显示技术中，全息光波导技术以结构简单且体积 小的平板波导作为光的传播媒质，利于实现AR显示装置的轻薄化。然而，受外界杂散光的影 响下，AR显示设备展示的虚拟画面可能会出现重影或模糊的现象。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种AR光学系统及AR显示设备，以削弱外界杂散光的影响，提 高虚拟画面的清晰度。 为达到上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种AR光学系统，包括：显示器，显 示器用于展示虚拟图像；透明导光件，位于显示器的出光侧，包括入光面、出光面、第一表面 和第二表面；透明导光件被配置为使从显示器发出的光，从入光面进入透明导光件；偏振分 束光栅，偏振分束光栅设置在第一表面和第二表面，偏振分束光栅被配置为透射P偏振光以 及反射S偏振光，且偏振分束光栅可使显示器发出的S偏振光在透明导光件内进行全反射， 并从出光面耦出；光波导，具有入光区和出光区，入光区用于接收从出光面耦出的光，光波 导被配置为使从入光区耦入的光在其内进行全反射，并从出光区耦出至人眼。 进一步地，显示器为透明显示器，AR光学系统还包括：偏振调制器，位于透明显示 器的背光侧，背光侧与出光侧相对，偏振调制器被配置为阻止S偏振光以及透射P偏振光。 进一步地，显示器为非透明显示器，AR光学系统还包括：偏振调制器，位于非透明 显示器的出光侧，且沿非透明显示器发出的光的传播方向，偏振调制器位于透明导光件的 前端，偏振调制器被配置为阻止P偏振光以及透射S偏振光。 更进一步地，偏振分束光栅为金属偏振光栅。 进一步地，偏振分束光栅的周期为40nm～240nm。 更进一步地，第一表面的偏振分束光栅和第二表面的偏振分束光栅的周期相同。 进一步的，偏振分束光栅的基底的透射率大于或等于92％。 进一步地，光波导内设有透反膜，透反膜被配置为使从入光区耦入的光的至少一 部分在透反膜处反射，并从出光区垂直耦出至人眼。 进一步地，透反膜的数量为多个，多个在出光区并排分布，透反膜被配置为使从入 光区耦入的光的一部分在透反膜处反射，并从出光区垂直耦出至人眼；以及，使从入光区耦 3 CN 111610635 A 说　明　书 2/6 页 入的光的一部分在透反膜处透射；其中，沿光的传播方向，多个透反膜的反射率依次变大， 多个透反膜的透射率依次变小。 另一方面，本发明实施例还提供了一种AR显示设备，包括AR光学系统以及用于固 定并使所述AR光学系统易于佩戴的光学系统框架。 本发明实施例提供的AR光学系统及AR显示设备，透明导光件第一表面或第二表面 上设有偏振分束光栅，偏振分束光栅可以对入射的光进行有效的筛选。基于此，外界的光中 的P偏振光可以透明导光件穿过第一表面和第二表面射向人眼，保证用户可以看到真实世 界的场景；显示器发出的光中的S偏振光可以从入光面进入透明导光件，并在其内进行全反 射，从出光面耦出至光波导，然后在光波导内全反射，并从出光区耦出至人眼，保证用户可 以看到显示器展示的虚拟画面。另外，外界的光中的S偏振光无法穿过第一表面或第二表面 进入透明导光件内部，避免了外界的光中的S偏振光穿过第一表面或第二表面进入透明导 光件并随显示器发出的光中的S偏振光经过多次反射耦出至人眼，削弱外界杂散光的影响， 提高虚拟画面的清晰度。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1为本发明实施例提供的一种AR光学系统的结构示意图； 图2为本发明实施例提供的透明显示器的AR光学系统的结构示意图； 图3为本发明实施例提供的非透明显示器的AR光学系统的结构示意图； 图4为本发明实施例提供的AR光学系统的偏振分束光栅的结构示意图； 图5为如图2所示的AR光学系统在入射光垂直入射时的反射率仿真结果图； 图6为如图2所示的AR光学系统在入射光垂直入射时的透射率仿真结果图； 图7为如图2所示的AR光学系统在入射光以45度倾斜角入射时的反射率仿真结果 图； 图8为如图2所示的AR光学系统在入射光以45度倾斜角入射时的透射率仿真结果 图。 附图标记： 1-显示器；11-透明显示器；12-非透明显示器；2-透明导光件；21-入光面；22-出光 面；3-偏振分束光栅；4-光波导；41-透反膜；5-偏振调制器。