CN111025658B - 一种增强现实光学模组及增强现实设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种增强现实光学模组及增强现实设备。该增强现实光学模组用于使图像源发出的光线与环境光叠加成增强现实图像，包括中继镜组和折返镜组；中继镜组接收图像源发出的光线，汇聚成至少一次中继像；折返镜组包括第一透镜和第二透镜，第一透镜和第二透镜对可见光具有半透半反的作用；图像源发出的光线入射至中继镜组，汇聚成至少一次中继像，最后一次中继像的光线入射至第一透镜发生反射，反射光入射至第二透镜再次发生反射，二次反射光入射至第一透镜发生透射，形成成像光线；环境光依次经过第二透镜和第一透镜透射后出射，与成像光线叠加。本发明实施例的技术方案，可增大视场角，减少人眼观察真实场景的遮挡感，提升用户体验。

Description

一种增强现实光学模组及增强现实设备

技术领域

本发明实施例涉及增强现实技术，尤其涉及一种增强现实光学模组及增强现实设备。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，“AR”)技术是一种利用投影系统产生虚拟图像以及真实世界的信息叠加来增加用户对现实世界感知的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。AR技术可广泛应用到军事、医疗、建筑、教育、工程、影视、娱乐等诸多领域。

图1所示为现有技术中一种增强现实光学模组的结构示意图，该增强现实光学模组包括第一半透半反透镜1、第二半透半反透镜2和第三透镜3，用于使图像源4发出的光线和环境光叠加产生增强现实效果。其基本原理为：图像源4发出的光线经过第三透镜3后照射到第一半透半反透镜1上，由第一半透半反透镜1反射至第二半透半反透镜2，第二半透半反透镜2再次反射，然后透过第一半透半反透镜1后射入人眼5；环境光直接透过第二半透半反透镜2和第一半透半反透镜1射入人眼5，在视网膜上成像。从而将图像源4产生的虚拟图像叠加在真实环境中，形成增强现实效果。由于人眼入瞳尺寸L2和图像源尺寸L3均为定值，系统的放大倍率固定，而物距L1受限于整个外形尺寸，导致像距也同样受限。由于第三透镜3的高度L4受限，而外真实场景的上半视场角θ与第三透镜3的高度L4正相关，所以外视场的视场角受限，人眼实际观察过程中会有遮挡感。

发明内容

本发明实施例提供一种增强现实光学模组及增强现实设备，该增强现实光学模组可以增大视场角，减少人眼观察真实场景的遮挡感，提升用户体验。

第一方面，本发明实施例提供一种增强现实光学模组，用于使图像源发出的光线与环境光叠加形成增强现实图像，包括中继镜组和折返镜组；

所述中继镜组用于接收所述图像源发出的光线，并汇聚形成至少一次中继像，最后一次中继像的光线入射至所述折返镜组；

所述折返镜组包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜对可见光具有半透半反的作用；

所述图像源发出的光线的传输路径为：

所述图像源发出的光线入射至所述中继镜组，汇聚形成至少一次中继像，最后一次中继像的光线入射至所述第一透镜的第一表面发生反射，反射光入射至所述第二透镜的第一表面再次发生反射，二次反射光入射至所述第一透镜发生透射，形成成像光线；

所述环境光的传输路径为：

环境光依次经过所述第二透镜和所述第一透镜透射后出射，与所述成像光线叠加。

可选的，所述中继镜组包括汇聚单元和反射单元，所述汇聚单元包括至少一片汇聚透镜，用于汇聚所述图像源发出的光线形成中继像；

所述反射单元用于接收所述汇聚单元的输出光线并反射至所述第一透镜；

其中，最后一次中继像位于所述反射单元和所述第一透镜之间。

可选的，所述中继镜组还包括第一偏振调制单元，所述第一偏振调制单元用于将最后一次中继像的输出光线调制为第一圆偏振光。

可选的，所述第一偏振调制单元包括第一吸收型偏振片和第一四分之一波片，所述第一四分之一波片位于所述第一吸收型偏振片出射光的一侧。

可选的，所述第一偏振调制单元包括偏振分光镜、第二吸收型偏振片、二分之一波片、第二四分之一波片、第一反射镜、第三四分之一波片、第二反射镜以及第四四分之一波片；

所述第二吸收型偏振片、所述二分之一波片、所述偏振分光镜和所述第四四分之一波片沿第一方向依次排列，所述第一反射镜、所述第二四分之一波片、所述偏振分光镜、所述第三四分之一波片和所述第二反射镜沿第二方向依次排列；所述第一方向为沿平行于所述中继镜组的光轴且远离所述图像源的方向，所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述图像源发出的光线经过所述第二吸收型偏振片透射，变为第一偏振方向的光线，再经过所述二分之一波片透射，变为第二偏振方向的光线；

第二偏振方向的光线入射至所述偏振分光镜的第一端，经过所述偏振分光镜反射至第二端出射，经过所述第二四分之一波片透射后变为第一圆偏振方向的光线，经过所述第一反射镜反射后再次经过所述第二四分之一波片透射，变为第一偏振方向的光线；

第一偏振方向的光线从所述偏振分光镜的第二端入射后透射至第三端出射，经过所述第三四分之一波片透射后变为第二圆偏振方向的光线，经过所述第二反射镜反射后再次经过所述第三四分之一波片透射，变为第二偏振方向的光线；

第二偏振方向的光线从所述偏振分光镜的第三端入射后反射至第四端出射，经过所述第四四分之一波片透射后形成所述第一圆偏振光。

可选的，所述汇聚单元中的汇聚透镜设置于所述偏振分光镜至少一端的光路上。

可选的，所述第一透镜的第一表面设置有反射型偏振片和第五四分之一波片；

所述第一圆偏振光入射至所述第五四分之一波片发生透射，变为第二偏振方向的光线；

第二偏振方向的光线入射至所述反射型偏振片发生反射，反射光经过所述第五四分之一波片透射形成第二圆偏振光入射至所述第二透镜的第一表面再次发生反射；

二次反射的第二圆偏振光经过所述第五四分之一波片透射后形成第一偏振方向的光线，第一偏振方向的光线经过所述反射型偏振片透射后形成成像光线。

可选的，所述汇聚单元包括至少一组双胶合透镜。

可选的，所述中继镜组的光轴和所述折返镜组的光轴垂直。

可选的，所述第一透镜为平板分光反射镜。

可选的，所述第一透镜的第一表面为球面、非球面或自由曲面的任意一种。

可选的，所述第二透镜为的第一表面为球面、非球面或自由曲面的任意一种。

可选的，所述第一透镜的第一表面和/或所述第二透镜的第一表面镀有半透半反膜。

第二方面，本发明实施例还提供一种增强现实设备，包括显示屏以及上述任意一种增强现实光学模组；

所述增强现实光学模组的中继镜组位于所述显示屏的出光侧。

可选的，所述显示屏包括液晶显示屏或有机发光显示屏。

本发明实施例提供的增强现实光学模组，包括中继镜组和折返镜组；通过中继镜组接收图像源发出的光线，并汇聚形成至少一次中继像，最后一次中继像的光线入射至折返镜组；通过折返镜组将最后一次中继像的光线传输至人眼，折返镜组包括第一透镜和第二透镜，第一透镜和第二透镜对可见光具有半透半反的作用；图像源发出的光线入射至中继镜组，汇聚形成至少一次中继像，最后一次中继像的光线入射至第一透镜的第一表面发生反射，反射光入射至第二透镜的第一表面再次发生反射，二次反射光入射至第一透镜发生透射，形成成像光线；环境光依次经过第二透镜和第一透镜透射后出射，与成像光线叠加形成增强现实图像。由于中继镜组将中继像投射至折返镜组，增加了光束的传输距离，中继镜组不会对外界光线进行遮挡，从而增大视场角，减少人眼观察真实场景的遮挡感，提升用户体验。

附图说明

图1为现有技术中一种增强现实光学模组的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种增强现实光学模组的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种增强显示光学模组的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种增强现实光学模组的结构示意图；

图5为图3中的光学系统的光学传递函数MTF曲线示意图；

图6为图4中的光学系统的MTF曲线示意图；

图7为本发明实施例提供的又一种增强现实光学模组的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种增强现实设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图2所示为本发明实施例提供的一种增强现实光学模组的结构示意图。参考图2，本实施例提供的增强现实光学模组用于使图像源100发出的光线与环境光叠加形成增强现实图像，本实施例提供的增强现实光学模组包括中继镜组10和折返镜组20；中继镜组10用于接收图像源100发出的光线，并汇聚形成至少一次中继像，最后一次中继像的光线入射至折返镜组20；折返镜组20包括第一透镜21和第二透镜22，第一透镜21和第二透镜22对可见光具有半透半反的作用；图像源100发出的光线的传输路径为：图像源100发出的光线入射至中继镜组10，汇聚形成至少一次中继像，最后一次中继像的光线入射至第一透镜21的第一表面211发生反射，反射光入射至第二透镜22的第一表面221再次发生反射，二次反射光入射至第一透镜21发生透射，形成成像光线；环境光的传输路径为：环境光依次经过第二透镜22和第一透镜21透射后出射，与成像光线叠加。

可以理解的是，图像源100可以为显示屏，例如可以是液晶显示屏、有机发光显示屏等，用于提供虚拟的图像，图像源100的出光面朝向中继镜组10，中继镜组10可以用于放大图像源100输出的图像，并形成至少一次中继像，其中中继镜组10包括至少一片透镜。示例性的，图2中所示的中继镜组10包括两片凸透镜，在中继镜组10和折返镜组20之间形成一次中继像30，在其他实施例中，中继镜组10可以包括一个透镜或多个透镜形成的组合，中间可以汇聚形成多次中继像，以达到图像清晰度和增加像的传输距离的要求，本发明实施例对中继组10的结构不作限定。第一透镜21和第二透镜22均为半透半反透镜，例如可以为50/50分光比的半透半反透镜。通过设置中继镜组10，可以起到增大像距的目的，有利于提高图像源100提供图像的放大倍率，还可以避免镜组对外界视场的遮挡，增大视场角。

本发明实施例的技术方案，通过中继镜组接收图像源发出的光线，并汇聚形成至少一次中继像，最后一次中继像的光线入射至折返镜组；通过折返镜组将最后一次中继像的光线传输至人眼，折返镜组包括第一透镜和第二透镜，第一透镜和第二透镜对可见光具有半透半反的作用；图像源发出的光线入射至中继镜组，汇聚形成至少一次中继像，最后一次中继像的光线入射至第一透镜的第一表面发生反射，反射光入射至第二透镜的第一表面再次发生反射，二次反射光入射至第一透镜发生透射，形成成像光线；环境光依次经过第二透镜和第一透镜透射后出射，与成像光线叠加形成增强现实图像。由于中继镜组将中继像投射至折返镜组，增加了光束的传输距离，中继镜组不会对外界光线进行遮挡，从而增大视场角，减少人眼观察真实场景的遮挡感，提升用户体验。

在上述实施例的基础上，可选的，中继镜组包括汇聚单元和反射单元，汇聚单元包括至少一片汇聚透镜，用于汇聚图像源发出的光线形成中继像；反射单元用于接收汇聚单元的输出光线并反射至第一透镜；其中，最后一次中继像位于反射单元和第一透镜之间。

示例性的，继续参考图2，中继镜组10包括汇聚单元11和反射单元12，汇聚单元11包括第一汇聚透镜111和第二汇聚透镜112，用于汇聚图像源100发出的光线形成中继像；反射单元12用于接收汇聚单元11的输出光线并反射至第一透镜21，通过设置反射单元12，有利于减小增强现实光学模组的体积；其中，最后一次中继像位于反射单元12和第一透镜21之间。在具体实施中，反射单元12可以为平面反射镜，第一汇聚透镜111和第二汇聚透镜112可以为球面凸透镜或非球面凸透镜，本发明实施例不作限定。本实施例提供的增强现实光学模组具有结构简单、结构紧凑的特点。

可选的，继续参考图2，第一透镜21可以为平板分光反射镜。

可以理解的是，在本实施例中，通过设置第一透镜21为平板分光反射镜，平板分光反射镜将光线直接反射至第二透镜22，避免在光线转折时导致较大像差，提高成像质量。

可选的，中继镜组还包括第一偏振调制单元，第一偏振调制单元用于将最后一次中继像的输出光线调制为第一圆偏振光。

示例性的，图3所示为本发明实施例提供的另一种增强显示光学模组的结构示意图，参考图3，中继镜组10还包括第一偏振调制单元13，在某一实施例中，可选的，第一偏振调制单元13包括第一吸收型偏振片130和第一四分之一波片131，第一四分之一波片131位于第一吸收型偏振片130出射光的一侧。

需要说明的是，图3所示的实施例中，第一偏振调制单元13直接设置于图像源100的出光侧仅是示意性的，在其他实施例中，第一偏振调制单元13可以设置于中继镜组10任意两个透镜之间，或者设置于反射单元12的出光侧，具体实施时可以根据实际需求设计。以第一偏振调制单元13直接设置于图像源100的出光侧为例，第一吸收型偏振片130将图像源100发出的光线调制为线偏振光，第一四分之一波片131将线偏振光调制为第一圆偏振光。吸收型偏振片指的是透射p光，吸收s光的偏振片，其中p光的偏振方向在入射光线和法线所成的平面(入射面)内，s光的偏振方向与入射面垂直。在其他实施例中，例如图像源100出射的光线为线偏振光时，第一偏振调制单元13可以不设置第一吸收型偏振片130。

继续参考图3，可选的，第一透镜21的第一表面211设置有反射型偏振片23和第五四分之一波片24；第一圆偏振光入射至第五四分之一波片24发生透射，变为第二偏振方向的光线；第二偏振方向的光线入射至反射型偏振片23发生反射，反射光经过第五四分之一波片24透射形成第二圆偏振光入射至第二透镜22的第一表面221再次发生反射；二次反射的第二圆偏振光经过第五四分之一波片24透射后形成第一偏振方向的光线，第一偏振方向的光线经过反射型偏振片23透射后形成成像光线。

可以理解的是，反射型偏振片指的是透射p光，反射s光的偏振片，通过设置第五四分之一波片24，第五四分之一波片24将第一圆偏振光调制为第二偏振方向的光线(s光)，s光经过反射型偏振片23反射，再经过第五四分之一波片24透射形成第二圆偏振光入射至第二透镜22的第一表面221再次发生反射，二次反射的第二圆偏振光经过第五四分之一波片24透射后形成第一偏振方向的光线(p光)，p光经过反射型偏振片23透射后入射到人眼200。此种结构可以使中继像中的第一圆偏振光完全透射第一透镜21，减少光线损失，有利于降低功耗。

可选的，汇聚单元包括至少一组双胶合透镜。示例性的，继续参考图3，汇聚单元包括三片透镜113、114以及115，其中透镜113和透镜114形成双胶合透镜，通过设置双胶合透镜，用于校正中继镜组中的色差，提高增效现实光学模组的性能。

图4所示为本发明实施例提供的又一种增强现实光学模组的结构示意图。参考图4，可选的，第一偏振调制单元13包括偏振分光镜132、第二吸收型偏振片133、二分之一波片134、第二四分之一波片135、第一反射镜136、第三四分之一波片137、第二反射镜138以及第四四分之一波片139；第二吸收型偏振片133、二分之一波片134、偏振分光镜132和第四四分之一波片139沿第一方向x依次排列，第一反射镜136、第二四分之一波片135、偏振分光镜132、第三四分之一波片137和第二反射镜138沿第二方向y依次排列；第一方向x为沿平行于中继镜组10的光轴且远离图像源100的方向，第一方向x与第二方向y垂直；图像源100发出的光线经过第二吸收型偏振片133透射，变为第一偏振方向的光线，再经过二分之一波片134透射，变为第二偏振方向的光线；第二偏振方向的光线入射至偏振分光镜132的第一端，经过偏振分光镜132反射至第二端出射，经过第二四分之一波片135透射后变为第一圆偏振方向的光线，经过第一反射镜136反射后再次经过第二四分之一波片135透射，变为第一偏振方向的光线；第一偏振方向的光线从偏振分光镜132的第二端入射后透射至第三端出射，经过第三四分之一波片137透射后变为第二圆偏振方向的光线，经过第二反射镜138反射后再次经过第三四分之一波片137透射，变为第二偏振方向的光线；第二偏振方向的光线从偏振分光镜132的第三端入射后反射至第四端出射，经过第四四分之一波片139透射后形成第一圆偏振光。

可以理解的是，偏振分光镜132可以为偏振分光片或偏振分光棱镜，偏振分光镜132的作用是对入射的p光透射，s光反射，其中第一偏振方向的光线为p光，第二偏振方向的光线为s光。本实施例中提供的第一偏振调制单元13，可以在保证体积较小的情况下，尽可能增加光线的传输长度，提高增强现实光学模组的性能。

可选的，汇聚单元中的汇聚透镜设置于偏振分光镜至少一端的光路上。

示例性的，图4中所示的汇聚单元11包括两片汇聚透镜116和117，分别设置于偏振分光镜132的第二端和第四端，在其他实施例中，汇聚单元11中的透镜数量和位置可以根据实际需求设计，本发明实施例对此不作限定。

继续参考图4，可选的，第一透镜21的第一表面211设置有反射型偏振片23和第五四分之一波片24；第一圆偏振光入射至第五四分之一波片24发生透射，变为第二偏振方向的光线；第二偏振方向的光线入射至反射型偏振片23发生反射，反射光经过第五四分之一波片24透射形成第二圆偏振光入射至第二透镜22的第一表面221再次发生反射；二次反射的第二圆偏振光经过第五四分之一波片24透射后形成第一偏振方向的光线，第一偏振方向的光线经过反射型偏振片23透射后形成成像光线。

图4所示的实施例中，折返镜组20中光线传输方式与图3中相同，此处不再详述。

可选的，中继镜组的光轴和折返镜组的光轴垂直。

示例性的，图2～图4所示的实施例中，中继镜组10的光轴a和折返镜组20的光轴b平行设置，在其他实施中，中继镜组10的光轴a和折返镜组20的光轴b可以有任意夹角，可以理解的是，当a和b垂直时，有利于减小模组的体积，使模组结构紧凑。

可选的，第一透镜的第一表面为球面、非球面或自由曲面的任意一种。

可选的，第二透镜为的第一表面为球面、非球面或自由曲面的任意一种。

示例性的，图3所示的实施例中，第二透镜22的第一表面221为自由曲面，其面型满足：

其中，c为曲率半径，k为二次曲面系数，ρ²＝x²+y²，N为级数中的多项式系数的总数，A_i为第i项扩展式的系数，E_i(x,y)为关于x和y的扩展多项式，该多项式只是在x，y方向的幂级数，x和y等位置的数据值都会除以一个归一化半径，得到一个没有量纲的多项式系数。表1所示为第二透镜22的第一表面221的面型参数：

表1自由曲面面型参数

透镜115为偶次非球面透镜，主要用于校正轴外像差，其面型方程满足：

其中，c为曲率半径，k为二次曲面系数，ρ²＝x²+y²，a₁～a₆分别为各偶次项对应的系数，表2所示为非球面面型参数：

表2非球面面型参数

面序号	1	2
			中心曲率半径	-19.3468	18.0075
二次圆次系数	2.366653	-0.91453
			r^2系数	0	0
r^4系数	0.000124	-1.9E-05
			r^6系数	-1.9E-06	-7.1E-07
r^8系数	8.3E-08	3.99E-08
			r^10系数	-1.4E-09	-7.4E-10
r^12系数	9.24E-12	5.46E-12

其中，表面1表示透镜115背离图像源100一侧的表面，表面2表示透镜115靠近图像源100一侧的表面。

本实施例能够很好的增加物距，该实施例中中继镜组10中反射单元12的高度L4为18mm，外界真实场景的半视场角θ大于45°，满足人眼观察外界真实场景的要求。另外相比传统的方案，双胶合透镜增加了透镜的厚度，曲率半径，面型参数等设计变量，能够更好优化系统的像差，得到更好的成像效果。图5所示为图3中的光学系统的光学传递函数MTF曲线示意图，该光学系统可以使得各视场(中心及边缘视场)的MTF在空间分辨率60lp/mm(线对/毫米)处大于0.3，具有良好的成像性能。

示例性的，图4所示的实施例中，第二透镜22的第一表面221为自由曲面，其面型满足：

其中，c为曲率半径，k为二次曲面系数，ρ²＝x²+y²，N为级数中的多项式系数的总数，A_i为第i项扩展式的系数，E_i(x,y)为关于x和y的扩展多项式，该多项式只是在x，y方向的幂级数，x和y等位置的数据值都会除以一个归一化半径，得到一个没有量纲的多项式系数。表3所示为第二透镜22的第一表面221的面型参数：

表3自由曲面面型参数

其中透镜116和117均为球面透镜，本实施例能够很好的增加物距，该实施例中中继镜组10中反射单元12的高度L4为15mm，外界真实场景的半视场角θ约为42°，图6所示为图4中的光学系统的MTF曲线示意图，该光学系统可以使得各视场(中心及边缘视场)的光学传递函数在60lp/mm处大于0.3，具有良好的成像性能。

可选的，第一透镜的第一表面和/或第二透镜的第一表面镀有半透半反膜。

示例性的，图7所示为本发明实施例提供的又一种增强现实光学模组的结构示意图。参考图7，第二透镜22的第一表面221镀有半透半反膜25，可以理解的是，在某一实施例中，半透半反膜25可以具有50/50的分光比。在其他实施例中，半透半反膜25也可以设置于另一个表面，还可以根据实际需求设计半透半反膜25的透反比，从而实现虚拟像和环境光亮度比的调节，例如需要环境光亮度比较高时，可以设置半透半反膜25的透反比为60/40，从而透过较多的环境光；需要图像源的像亮度比较高时，可以设置半透半反膜25的透反比为40/60，在具体实施时可以根据实际需要设计，以适应不同的应用场景。在其他实施例中，也可以在第一透镜21的第一表面211设置半透半反膜或在两个透镜表面均设置半透半反膜，具体实施时可以根据实际需求灵活选择。

图8所示为本发明实施例提供的一种增强现实设备的结构示意图，参考图8，本实施例提供的增强现实光学模组包括显示屏300以及上述任意一种增强现实光学模组400；增强现实光学模组400的中继镜组位于显示屏300的出光侧。可选的，显示屏300包括液晶显示屏或有机发光显示屏。

其中，显示屏300还可以为硅基有机发光显示屏，硅基有机发光显示屏以单晶硅片为基底，像素尺寸约为传统显示器的1/10，具有功耗低、体积小、分辨率高等优点，非常适用于近距离观察的增强现实设备。

本发明实施例提供的增强现实设备，包括上述实施例提供的任意一种增强现实光学模组，具备相同或相应的技术效果，此处不再详述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种增强现实光学模组，其特征在于，用于使图像源发出的光线与环境光叠加形成增强现实图像，包括中继镜组和折返镜组；

所述中继镜组用于接收所述图像源发出的光线，并汇聚形成至少一次中继像，最后一次中继像的光线入射至所述折返镜组；

所述折返镜组包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜对可见光具有半透半反的作用；

所述图像源发出的光线的传输路径为：

所述图像源发出的光线入射至所述中继镜组，汇聚形成至少一次中继像，最后一次中继像的光线入射至所述第一透镜的第一表面发生反射，反射光入射至所述第二透镜的第一表面再次发生反射，二次反射光入射至所述第一透镜发生透射，形成成像光线；

所述环境光的传输路径为：

环境光依次经过所述第二透镜和所述第一透镜透射后出射，与所述成像光线叠加；

所述中继镜组包括第一偏振调制单元，所述第一偏振调制单元用于将最后一次中继像的输出光线调制为第一圆偏振光；

所述第一偏振调制单元包括偏振分光镜、第二吸收型偏振片、二分之一波片、第二四分之一波片、第一反射镜、第三四分之一波片、第二反射镜以及第四四分之一波片；

所述第二吸收型偏振片、所述二分之一波片、所述偏振分光镜和所述第四四分之一波片沿第一方向依次排列，所述第一反射镜、所述第二四分之一波片、所述偏振分光镜、所述第三四分之一波片和所述第二反射镜沿第二方向依次排列；所述第一方向为沿平行于所述中继镜组的光轴且远离所述图像源的方向，所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述图像源发出的光线经过所述第二吸收型偏振片透射，变为第一偏振方向的光线，再经过所述二分之一波片透射，变为第二偏振方向的光线；

第二偏振方向的光线入射至所述偏振分光镜的第一端，经过所述偏振分光镜反射至第二端出射，经过所述第二四分之一波片透射后变为第一圆偏振方向的光线，经过所述第一反射镜反射后再次经过所述第二四分之一波片透射，变为第一偏振方向的光线；

第一偏振方向的光线从所述偏振分光镜的第二端入射后透射至第三端出射，经过所述第三四分之一波片透射后变为第二圆偏振方向的光线，经过所述第二反射镜反射后再次经过所述第三四分之一波片透射，变为第二偏振方向的光线；

第二偏振方向的光线从所述偏振分光镜的第三端入射后反射至第四端出射，经过所述第四四分之一波片透射后形成所述第一圆偏振光。

2.根据权利要求1所述的增强现实光学模组，其特征在于，所述中继镜组还包括汇聚单元和反射单元，所述汇聚单元包括至少一片汇聚透镜，用于汇聚所述图像源发出的光线形成中继像；

所述反射单元用于接收所述汇聚单元的输出光线并反射至所述第一透镜；

其中，最后一次中继像位于所述反射单元和所述第一透镜之间。

3.根据权利要求1所述的增强现实光学模组，其特征在于，所述第一偏振调制单元包括第一吸收型偏振片和第一四分之一波片，所述第一四分之一波片位于所述第一吸收型偏振片出射光的一侧。

4.根据权利要求1所述的增强现实光学模组，其特征在于，汇聚单元中的汇聚透镜设置于所述偏振分光镜至少一端的光路上。

5.根据权利要求1或3所述的增强现实光学模组，其特征在于，所述第一透镜的第一表面设置有反射型偏振片和第五四分之一波片；

所述第一圆偏振光入射至所述第五四分之一波片发生透射，变为第二偏振方向的光线；

第二偏振方向的光线入射至所述反射型偏振片发生反射，反射光经过所述第五四分之一波片透射形成第二圆偏振光入射至所述第二透镜的第一表面再次发生反射；

二次反射的第二圆偏振光经过所述第五四分之一波片透射后形成第一偏振方向的光线，第一偏振方向的光线经过所述反射型偏振片透射后形成成像光线。

6.根据权利要求2所述的增强现实光学模组，其特征在于，所述汇聚单元包括至少一组双胶合透镜。

7.根据权利要求1所述的增强现实光学模组，其特征在于，所述中继镜组的光轴和所述折返镜组的光轴垂直。

8.根据权利要求1所述的增强现实光学模组，其特征在于，所述第一透镜为平板分光反射镜。

9.根据权利要求1所述的增强现实光学模组，其特征在于，所述第一透镜的第一表面为球面、非球面或自由曲面的任意一种。

10.根据权利要求1所述的增强现实光学模组，其特征在于，所述第二透镜为的第一表面为球面、非球面或自由曲面的任意一种。

11.根据权利要求1所述的增强现实光学模组，其特征在于，所述第一透镜的第一表面和/或所述第二透镜的第一表面镀有半透半反膜。

12.一种增强现实设备，其特征在于，包括显示屏以及权利要求1～11任一所述的增强现实光学模组；

所述增强现实光学模组的中继镜组位于所述显示屏的出光侧。

13.根据权利要求12所述的增强现实设备，其特征在于，所述显示屏包括液晶显示屏或有机发光显示屏。

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