紧凑型平视显示器的制作方法

技术特征：
1.一种光学系统，包括：反射偏振器；以及显示器、第一反射镜和第二反射镜，所述显示器、所述第一反射镜和所述第二反射镜设置在所述反射偏振器的同一侧，使得对于法向入射光和在从约450nm扩展至约600nm的范围内的至少一个波长：所述反射偏振器透射具有第一偏振态的所述入射光的至少80％并且反射具有正交的第二偏振态的所述入射光的至少80％；以及所述第一反射镜和所述第二反射镜中的每一者对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的至少一者反射所述入射光的至少80％；所述显示器适于发射供观看者观看的图像，所发射的图像在被所述第一反射镜和所述第二反射镜中的每一者反射一次之后被所述反射偏振器透射，所述光学系统具有光轴，由所述显示器发射并沿所述光轴传播的图像射线在被所述反射偏振器和所述第二反射镜反射之后基本上法向入射在所述第一反射镜上，所述光轴与所述显示器、所述反射偏振器和所述第二反射镜之间的交点限定中间平面，所述中间平面包括具有相应面积a1至a4的一次通过区域至四次通过区域，使得对于从所述显示器发射并沿着所述中间平面且在所述中间平面中传播以及在第二次入射到所述反射偏振器上之前的所发射的图像射线：所述一次通过区域包括所述所发射的图像射线的横穿过所述一次通过区域至少一次的部分；所述二次通过区域包括所述所发射的图像射线的横穿过所述二次通过区域至少两次的部分；所述三次通过区域包括所述所发射的图像射线的横穿过所述三次通过区域至少三次的部分；以及所述四次通过区域包括所述所发射的图像射线的横穿过所述四次通过区域四次的部分，0.15≤a4/a3≤0.40。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述显示器、所述第一反射镜和所述第二反射镜中的每一者大致面向所述反射偏振器。3.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述反射偏振器与所述光轴成角度θ
r
，使得当θ
r
改变至少5度时，a4/a3改变小于约30％。4.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述反射偏振器、所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一者是弯曲的。5.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述反射偏振器、所述显示器以及所述第一反射镜和所述第二反射镜大致在它们之间限定内部空间，其中所述第一反射镜和所述第二反射镜中的一者朝向所述内部空间呈凸形，并且所述第一反射镜和所述第二反射镜中的另一者朝向所述内部空间呈凹形。6.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述光轴与所述显示器成第一倾斜角度并且与所述反射偏振器成第二倾斜角度。7.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述光轴基本上法向入射在所述第一反射镜和所述第二反射镜中的仅一者上。
8.一种光学系统，所述光学系统包括显示器、反射偏振器、第一反射镜和第二反射镜，所述显示器、所述反射偏振器、所述第一反射镜和所述第二反射镜大致设置在长方体棱镜的不同侧面上以及相反的平行端面之间并且面向所述长方体棱镜的内部空间，在由所述显示器发射的图像被所述反射偏振器以及所述第一反射镜和所述第二反射镜中的每一者反射之后，所发射的图像被所述反射偏振器透射以供观看者观看。9.根据权利要求8所述的光学系统，其中所述显示器和所述反射偏振器沿着所述长方体棱镜的两个相邻侧面设置。10.根据权利要求8所述的光学系统，其中所述显示器和所述第二反射镜基本上面向彼此，并且所述反射偏振器和所述第一反射镜基本上面向彼此。11.一种光学系统，包括：反射偏振器；以及显示器、第一反射镜和第二反射镜，所述显示器、所述第一反射镜和所述第二反射镜设置在所述反射偏振器的同一侧，使得对于法向入射光和在从约450nm扩展至约600nm的范围内的至少一个波长：所述反射偏振器透射具有第一偏振态的所述入射光的至少80％并且反射具有正交的第二偏振态的所述入射光的至少80％；以及所述第一反射镜和所述第二反射镜中的每一者对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的至少一者反射所述入射光的至少80％；所述显示器适于发射中心图像射线，所述中心图像射线沿着中心平面且在所述中心平面中传播，并且所述中心图像射线在被所述第一反射镜和所述第二反射镜中的每一者反射一次之后被所述反射偏振器透射以供观看者观看，所述中心平面包括具有相应面积a3和a4的三次通过区域和四次通过区域，使得对于从所述显示器发射并且沿着所述中心平面在所述中心平面中传播以及在第二次入射到所述反射偏振器上之前的所发射的图像射线：所述三次通过区域包括所述所发射的图像射线的横穿过所述三次通过区域至少三次的部分；以及所述四次通过区域包括所述所发射的图像射线的横穿过所述四次通过区域四次的部分，0.15≤a4/a3≤0.40。12.根据权利要求11所述的光学系统，其中所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一者是反射偏振器。13.根据权利要求11所述的光学系统，使得对于法向入射光和在从约450nm扩展至约600nm的所述范围内的至少一个波长，所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一者对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的一者透射所述入射光的至少80％。14.根据权利要求13所述的光学系统，其中对于在从约700nm至约2500nm的范围内的至少一个波长，所述第一反射镜和所述第二反射镜中的所述至少一者还对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者透射法向入射光的至少40％。15.根据权利要求11所述的光学系统，其中对于法向入射光和在从约450nm扩展至约600nm的所述范围内的至少一个波长，所述第一反射镜和所述第二反射镜中的每一者对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者反射所述入射光的至少80％；并且对于在从约700nm至约2500nm的范围内的至少一个波长，所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至
少一者还对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者透射法向入射光的至少40％。16.根据权利要求11所述的光学系统，其中对于法向入射光和在约450nm至约600nm之间的至少20nm宽的波长范围内的每个波长，所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一者对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的一者透射所述入射光的至少80％。17.根据权利要求16所述的光学系统，其中对于在从约700nm至约2500nm的范围内的至少一个波长，所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一者还对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者透射法向入射光的至少40％。18.根据权利要求11所述的光学系统，其中对于法向入射光和在450nm至约600nm的至少20nm宽的波长范围内的每个波长，所述第一反射镜和所述第二反射镜中的每一者对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者反射所述入射光的至少80％；并且对于在从约700nm至约2500nm的范围内的至少一个波长，所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一者还对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者透射法向入射光的至少40％。

技术总结
本发明公开了一种光学系统，该光学系统包括反射偏振器(20)和设置在该反射偏振器(20)的同一侧上的显示器(10)、第一反射镜(30a)和第二反射镜(30b)。该反射偏振器(20)在显示器(10)所发射的图像被第一反射镜(30a)和第二反射镜(30b)反射之后透射图像。由系统的光轴与显示器(10)、反射偏振器(20)和第二反射镜(30b)之间的交点限定的中间平面具有一次通过区域至四次通过区域，该一次通过区域至四次通过区域具有相应面积A1至A4。该一次通过区域包括所发射的图像射线(15)的横穿过一次通过区域至少一次的部分，该二次通过区域包括图像射线(15)的横穿过二次通过区域至少两次的部分，该三次通过区域包括图像射线(15)的横穿过三次通过区域至少三次的部分，并且该四次通过区域包括图像射线(15)的横穿过四次通过区域四次的部分，使得比率A4/A3介于约0.15与约0.40之间。之间。之间。


技术研发人员：吴皓 贠智省 斯蒂芬
受保护的技术使用者：3M创新有限公司
技术研发日：2019.06.06
技术公布日：2022/6/10