CN115128893A - 一种光机系统及近眼显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及光学技术领域，公开了一种光机系统及近眼显示设备，该光机系统至少包括照明模组、成像模组和波导片，照明模组和成像模组设置在波导片的两侧、或照明模组和波导片贴设在成像模组的同一侧，成像模组包括透镜组和空间光调制器，照明模组出射的照明光沿第一方向通过透镜组照射在空间光调制器上生成图像光，图像光沿第二方向通过所述透镜组进入波导片传输。本发明实施例照明光路和成像光路共用所述透镜组，且未采用偏振分光棱镜，能够有效缩小光机体积，利于近眼显示设备的轻便设计。

Description

一种光机系统及近眼显示设备

技术领域

本发明实施例涉及光学技术领域，特别涉及一种光机系统及近眼显示设备。

背景技术

近年来，随着近眼显示技术的日趋成熟及发展，多种类型的小型穿戴式显示设备开始进入消费者的视野，近眼显示系统在多种场景下获得了更多的应用，其发展前景备受期待，而在近眼显示领域中，光波导显示技术以其最接近眼镜形态的轻薄体积而备受关注。使用光波导的各种图像显示方案主要包括有机发光二极管(Organic Light-EmittingDiode，OLED)、微型发光二极管(Micro-LED)、数字光处理(Digital Light Processing,DLP)投影以及硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCoS)投影这几个方案。其中，采用LCoS芯片的投影光学引擎目前是最具性价比的一种可大规模量产的技术方案。

在实现本发明实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：当前的LCoS投影技术方案在照明部分和成像部分都需要采用透镜，且在对光束质量要求较高时会需要较多的透镜，导致光机较为笨重；通常采用偏振分光棱镜(polarization beamsplitter，PBS)将照明光路和成像光路进行耦合，由于照明部分和成像部分各自采用独立的光学通路，分别置于PBS的两侧，PBS为了能够接收到照明光路和成像光路两个透镜组输出的光束，相互垂直的两个入光面面积都需要比较大，PBS整体体积较大，进一步也导致了光学引擎的体积和重量都比较大。

发明内容

本申请实施例提供了一种光机系统及近眼显示设备。

本发明实施例的目的是通过如下技术方案实现的：

为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例中提供了一种光机系统，包括照明模组、成像模组和波导片，所述照明模组和所述成像模组设置在所述波导片的两侧，所述成像模组包括透镜组和空间光调制器，所述波导片包括选择性反射膜层，所述照明模组出射的照明光沿第一方向传输且在到达所述选择性反射膜层时透射出射，并继续沿第一方向通过所述透镜组照射在所述空间光调制器上生成图像光，所述图像光沿第二方向通过所述透镜组且在到达所述选择性反射膜层时反射出射并在所述波导片内传输，所述第一方向和所述第二方向为相反方向。

在一些实施例中，所述选择性反射膜层为半透半反膜或偏振分束选择膜。

在一些实施例中，所述照明模组包括依次设置的发光二极管光源、聚光器件、复眼透镜和线偏振片，所述线偏振片靠近所述波导片设置，所述发光二极管光源出射的照明光通过所述聚光器件和所述复眼透镜调整为均匀的照明光，均匀的照明光经过所述线偏振片转换为第一偏振光，所述空间光调制器产生的所述图像光为第二偏振光，所述第一偏振光和所述第二偏振光具有不同的偏振态，所述选择性反射膜层配置为透射所述第一偏振光并反射所述第二偏振光。

在一些实施例中，所述照明模组包括依次设置的发光二极管光源、聚光器件、三色分光楔形板、复眼透镜和线偏振片，所述线偏振片靠近所述波导片设置，所述发光二极管光源出射的照明光通过所述聚光器件调整为平行的照明光，平行的照明光通过所述三色分光楔形板分为三原色的光束矫正输出，矫正输出的三原色光束通过所述复眼透镜调整为均匀的照明光，均匀的照明光经过所述线偏振片转换为第一偏振光，所述空间光调制器产生的所述图像光为第二偏振光，所述第一偏振光和所述第二偏振光具有不同的偏振态，所述选择性反射膜层配置为透射所述第一偏振光并反射所述第二偏振光。

在一些实施例中，所述聚光器件为复合抛物面聚光器、准直透镜、光学积分棒或反光杯。

为解决上述技术问题，第二方面，本发明实施例中提供了一种光机系统，包括照明模组、成像模组和波导片，所述照明模组和所述波导片贴设在所述成像模组的同一侧，所述成像模组包括透镜组和空间光调制器，所述照明模组出射的照明光沿第一方向通过所述透镜组照射在所述空间光调制器上生成图像光，所述图像光沿第二方向通过所述透镜组进入所述波导片传输。

在一些实施例中，所述波导片包括全反射膜层，所述图像光进入所述波导片并通过所述全反射膜层调整角度后在所述波导片内全反射传输。

在一些实施例中，所述全反射膜层为介质反射膜或金属反射膜。

在一些实施例中，所述照明模组包括依次设置的发光二极管光源、聚光器件、复眼透镜和线偏振片，所述线偏振片靠近所述透镜组设置，所述发光二极管光源出射的照明光通过所述聚光器件和所述复眼透镜调整为均匀的照明光，均匀的照明光经过所述线偏振片转换为第一偏振光，所述空间光调制器产生的所述图像光为第二偏振光，所述第一偏振光和所述第二偏振光具有不同的偏振态。

在一些实施例中，所述聚光器件为复合抛物面聚光器、准直透镜、光学积分棒或反光杯。

为解决上述技术问题，第三方面，本发明实施例提供了一种近眼显示设备，包括如第一方面或第二方面所述的光机系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中提供了一种光机系统及近眼显示设备，该光机系统至少包括照明模组、成像模组和波导片，照明模组和成像模组设置在波导片的两侧、或照明模组和波导片贴设在成像模组的同一侧，成像模组包括透镜组和空间光调制器，照明模组出射的照明光沿第一方向通过透镜组照射在空间光调制器上生成图像光，图像光沿第二方向通过所述透镜组进入波导片传输。本发明实施例照明光路和成像光路共用所述透镜组，且未采用偏振分光棱镜，能够有效缩小光机体积，利于近眼显示设备的轻便设计。

附图说明

一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块表示为类似的元件/模块，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例一提供的一种投影光机的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种投影光机的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种投影光机的结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的一种近眼显示设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。为了便于连接结构限定，本发明光的传播为参考进行部件的位置限定。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

具体地，下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

实施例一

本实施例提供了一种光机模组，请参见图1，其示出了本实施例提供的一种光机模组的结构，其中，虚线表示照明光路，实线表示成像光路，所述光机模组包括照明模组(可包括101、102、103、104)、成像模组(可包括201、202)和波导片301，所述照明模组(可包括101、102、103、104)和所述成像模组(可包括201、202)设置在所述波导片301的两侧，所述成像模组可包括透镜组201和空间光调制器202，所述波导片301包括选择性反射膜层301-1，所述照明模组(可包括101、102、103、104)出射的照明光沿第一方向传输且在到达所述选择性反射膜层301-1时透射出射，并继续沿第一方向通过所述透镜组201照射在所述空间光调制器202上生成图像光，所述图像光沿第二方向通过所述透镜组201且在到达所述选择性反射膜层301-1时反射出射并在所述波导片301内传输，所述第一方向和所述第二方向为相反方向。

所述照明模组可包括依次设置的发光二极管光源101、聚光器件102、复眼透镜103和线偏振片104，所述线偏振片104靠近所述波导片301设置，所述发光二极管光源101出射的照明光通过所述聚光器件102和所述复眼透镜103调整为均匀的照明光，均匀的照明光经过所述线偏振片104转换为第一偏振光，所述空间光调制器202产生的所述图像光为第二偏振光，所述第一偏振光和所述第二偏振光具有不同的偏振态，所述选择性反射膜层301-1配置为透射所述第一偏振光并反射所述第二偏振光。

所述发光二极管光源101为三色或四色的集成发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)，或者，也可以是其他可充当发光源的元件。所述聚光器件102为复合抛物面聚光器(Compound Parabolic Concentrator，CPC)、准直透镜、光学积分棒(即导光管)或反光杯等，用于将所述照明光准直后输出，具体可根据实际需要进行选择。在一些实施例中，所述复眼透镜103也可以替换为柱面阵列透镜。

所述透镜组201包括至少一个透镜，所述的透镜可以是球面透镜，也可以是非球面透镜，当存在多个透镜时，透镜可以都是球面透镜、或者都是非球面透镜，或者球面透镜和非球面透镜的组合。当所述的透镜为非球面透镜时，非球面的表达式如下：

其中，z表示非球面矢高值，即非球面沿光轴方向在高度为γ时所对应的高度，c＝1/R，R表示是非球面曲率半径，k表示圆锥系数，α_n表示非曲面的n阶系数，n取正整数。所述空间光调制器202为反射式图像源，可以采用LCoS显示芯片。

所述波导片301优选为几何光波导。所述选择性反射膜层301-1为半透半反膜或偏振分束选择膜。本实施例在所述波导片301的入光侧波导内部设置选择性反射膜层301-1，替代体积较大的PBS嵌入投影光机模组中，能够省去PBS原本占用的空间，减小整个投影光机模组的体积。

本实施例提供的光机系统工作时，以所述第一偏振光为P型偏振光、所述第二偏振光为S型偏振光、所述选择性反射膜层301-1配置为透射P型偏振光且反射S型偏振光为例，发光二极管光源101发出的非偏振的照明光经聚光器件102收集并准直、复眼透镜103匀光后，经过线偏振片104转换为均匀的P型偏振光，P型偏振光透过所述选择性反射膜层301-1并沿第一方向进入所述透镜组201中，由于所述透镜组201的入瞳面(即所述复眼透镜103的出光面)和照射焦面(即所述空间光调制器202的表面)形成柯勒照明条件，P型偏振光(即P型偏振的照明光)能够均匀照射至所述空间光调制器202，空间光调制器202将带有显示信息的画面的光束调制为S型偏振光即(S型偏振的图像光)后反射，沿第二方向继续利用同一个透镜组201调整为平行的S型偏振光，平行的S型偏振光在所述选择性反射膜层301-1处被反射进入波导片301内传输。

本实施例将用于成像光路的透镜组201复用为照明光路中的中继镜组，使用波导嵌入结构替代现有光机中设置的PBS，能够极大的减小整个投影光机模组的体积，十分有利于可穿戴增强现实产品的轻便设计。进一步地，应用于近眼显示设备时，图像光经过波导片301传输并以平行光出射后进入人眼，实现增强现实显示的成像效果。

实施例二

本实施例提供了一种光机模组，请参见图2，其示出了本实施例提供的一种光机模组的结构，其中，虚线表示照明光路，实线表示成像光路，所述光机模组包括照明模组(可包括101、102、103、104、105)、成像模组(可包括201、202)和波导片301，所述照明模组(可包括101、102、103、104、105)和所述成像模组(可包括201、202)设置在所述波导片301的两侧，所述成像模组可包括透镜组201和空间光调制器202，所述波导片301包括选择性反射膜层301-1，所述照明模组(可包括101、102、103、104、105)出射的照明光沿第一方向传输且在到达所述选择性反射膜层301-1时透射出射，并继续沿第一方向通过所述透镜组201照射在所述空间光调制器202上生成图像光，所述图像光沿第二方向通过所述透镜组201且在到达所述选择性反射膜层301-1时反射出射并在所述波导片301内传输，所述第一方向和所述第二方向为相反方向。

所述照明模组可包括依次设置的发光二极管光源101、聚光器件102、三色分光楔形板105、复眼透镜103和线偏振片104，所述线偏振片104靠近所述波导片301设置，所述发光二极管光源101出射的照明光通过所述聚光器件102准直为平行的照明光，平行的照明光通过所述三色分光楔形板105将所述照明光分为三原色的光束矫正输出，矫正输出的三原色光束通过所述复眼透镜103调整为均匀的照明光，均匀的照明光经过所述线偏振片104转换为第一偏振光，所述空间光调制器202产生的所述图像光为第二偏振光，所述第一偏振光和所述第二偏振光具有不同的偏振态，所述选择性反射膜层301-1配置为透射所述第一偏振光并反射所述第二偏振光。

所述发光二极管光源101为具有RGB三色的集成发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)，在其他的一些实施例中，也可以是其他可充当发光源的元件。所述聚光器件102为复合抛物面聚光器(Compound Parabolic Concentrator，CPC)、准直透镜、光学积分棒(即导光管)或反光杯等，用于将所述照明光准直后输出，具体可根据实际需要进行选择。在一些实施例中，所述复眼透镜103也可以替换为柱面阵列透镜。所述三色分光楔形板105包括三块分光棱镜105-1、105-2、105-3，且三块分光棱镜105-1、105-2、105-3分别根据发光二极管光源101中R(红)、G(绿)、B(蓝)三色光源的空间位置的排布设置有具有不同的反射角和反射膜系，从而分别反射R(红)、G(绿)、B(蓝)三种颜色的光源，能够有效减弱RGB光源照射在所述空间光调制器202时的色散效应。

所述透镜组201包括至少一个透镜，所述的透镜可以是球面透镜，也可以是非球面透镜，当存在多个透镜时，透镜可以都是球面透镜、或者都是非球面透镜，或者球面透镜和非球面透镜的组合。当所述的透镜为非球面透镜时，非球面的表达式如下：

其中，z表示非球面矢高值，即非球面沿光轴方向在高度为γ时所对应的高度，c＝1/R，R表示是非球面曲率半径，k表示圆锥系数，α_n表示非曲面的n阶系数，n取正整数。所述空间光调制器202为反射式图像源，可以采用LCoS显示芯片。

所述波导片301优选为几何光波导。所述选择性反射膜层301-1为半透半反膜或偏振分束选择膜。本实施例在所述波导片301的入光侧波导内部设置选择性反射膜层301-1，替代体积较大的PBS嵌入到投影光机模组中，能够省去PBS原本占用的空间，减小整个投影光机模组的体积。

本实施例提供的光机系统工作时，以所述第一偏振光为P型偏振光、所述第二偏振光为S型偏振光、所述选择性反射膜层301-1配置为透射P型偏振光且反射S型偏振光为例，集成发光二极管光源101的RGB灯珠在空间上成分离排布，因此不同颜色灯珠发出的三色照明光在空间角度上产生分离，三色且非偏振的照明光经聚光器件102收集并准直后，通过三色分光楔形板105矫正RGB三色照明光的色散现象对三色光进行分色合束后，通过所述复眼透镜103匀光，匀光后的照明光经过线偏振片104转换为均匀的P型偏振光，均匀的P型偏振光透过所述选择性反射膜层301-1并沿第一方向进入所述透镜组201中，由于所述透镜组201的入瞳面(即所述复眼透镜103的出光面)和照射焦面(即所述空间光调制器202的表面)形成柯勒照明条件，P型偏振光(即P型偏振的照明光)能够均匀照射至所述空间光调制器202，空间光调制器202将带有显示信息的画面的光束调制为S型偏振光(即S型偏振的图像光)后反射，沿第二方向继续利用同一个透镜组201调整为平行的S型偏振光后，平行的S型偏振光在所述选择性反射膜层301-1处被反射进入波导片301内传输。

本实施例将用于成像光路的透镜组201复用为照明光路中的中继镜组，使用波导嵌入结构替代现有光机中设置的PBS，能够极大的减小整个投影光机模组的体积，十分有利于可穿戴增强现实产品的轻便设计。进一步地，应用于近眼显示设备时，图像光经过波导片301传输并以平行光出射后进入人眼，实现增强现实显示的成像效果。

实施例三

本实施例提供了一种光机系统，请参见图3，其示出了本实施例提供的一种光机模组的结构，其中，虚线表示照明光路，实线表示成像光路，所述光机模组包括照明模组(可包括101、102、103、104)、成像模组(可包括201、202)和波导片301，所述照明模组(可包括101、102、103、104)和所述波导片301贴设在所述成像模组(可包括201、202)的同一侧，所述成像模组可包括透镜组201和空间光调制器202，所述照明模组(可包括101、102、103、104)出射的照明光沿第一方向通过所述透镜组201照射在所述空间光调制器202上生成图像光，所述图像光沿第二方向通过所述透镜组201进入所述波导片301传输。应当理解的是，所述照明模组和所述波导片301贴设在所述成像模组的同一侧是指所述照明模组和所述波导片301设在所述成像模组的一侧的同一平面上；也即：所述照明模组贴设在所述成像模组的一侧(如上侧)时，所述波导片301贴设在所述成像模组的一侧(如上侧)。

所述照明模组可包括依次设置的发光二极管光源101、聚光器件102、复眼透镜103和线偏振片104，所述线偏振片104靠近所述透镜组201设置，所述发光二极管光源101出射的照明光通过所述聚光器件102和所述复眼透镜103调整为均匀的照明光，均匀的照明光经过所述线偏振片104转换为第一偏振光，所述空间光调制器202产生的所述图像光为第二偏振光，所述第一偏振光和所述第二偏振光具有不同的偏振态。

所述发光二极管光源101为三色或四色的集成发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)，或者，也可以是其他可充当发光源的元件。所述聚光器件102为复合抛物面聚光器(Compound Parabolic Concentrator，CPC)、准直透镜、光学积分棒(即导光管)或反光杯等，具体可根据实际需要进行选择。在一些实施例中，所述复眼透镜103也可以替换为柱面阵列透镜。

所述透镜组201包括至少一个透镜，所述的透镜可以是球面透镜，也可以是非球面透镜，当存在多个透镜时，透镜可以都是球面透镜、或者都是非球面透镜，或者球面透镜和非球面透镜的组合。当所述的透镜为非球面透镜时，非球面的表达式如下：

其中，z表示非球面矢高值，即非球面沿光轴方向在高度为γ时所对应的高度，c＝1/R，R表示是非球面曲率半径，k表示圆锥系数，α_n表示非曲面的n阶系数，n取正整数。所述空间光调制器202为反射式图像源，可以采用LCoS显示芯片。

所述波导片301优选为几何光波导，所述波导片301包括全反射膜层301-1，所述图像光进入所述波导片301并通过所述全反射膜层301-1调整角度后在所述波导片301内全反射传输。所述全反射膜层301-1为介质反射膜或金属反射膜。

本实施例提供的光机系统工作时，以所述第一偏振光为P型偏振光、所述第二偏振光为S型偏振光为例，发光二极管光源101发出的非偏振的照明光经聚光器件102收集并准直、复眼透镜103匀光后，经过线偏振片104转换为均匀的P型偏振光，P型偏振光占据了所述透镜组201的一部分的入瞳空间，从而以一定角度(即第一方向)斜入射进入所述透镜组201中，由于所述透镜组201的入瞳面(即所述复眼透镜103的出光面)和照射焦面(即所述空间光调制器202的表面)形成柯勒照明条件，P型偏振光(即P型偏振的照明光)能够均匀照射至所述空间光调制器202，空间光调制器202将带有显示信息的画面的光束调制为S型偏振光(即S型偏振的图像光)后反射并沿第二方向再次进入所述透镜组201中，此时由于照明光为斜入射，根据反射定律同样以一定角度反射，经过所述透镜组201的作用反射出射的成像光被调整为平行的S型偏振光出射后，平行的S型偏振光在所述全反射膜层301-1处被全反射进入波导片301内传输。

本实施例将用于成像光路的透镜组201复用为照明光路中的中继镜组，能够极大的减小整个投影光机模组的体积；还通过省去PBS以及将照明模组与波导片贴设在成像模组的同一侧(相当于在竖直方向上减小了波导片的厚度占据的尺寸)，可进一步减小光机系统体积，这十分有利于可穿戴增强现实产品的轻便设计。进一步地，应用于近眼显示设备时，图像光经过波导片301传输并以平行光出射后进入人眼，实现增强现实显示的成像效果。

实施例四

本实施例提供了一种近眼显示设备，请参见图4，其示出了本实施例提供的一种近眼显示设备的结构，所述近眼显示设备10包括如实施例一、实施例二或实施例三所述的光机系统100。

所述光机系统100的具体结构及成像原理可参见上述实施例一、实施例二和实施例三，以及附图1、附图2和附图3，此处不再详述。

所述近眼显示设备10可以是穿戴式近眼显示设备，如头盔、增强现实(AugmentedReality，AR)/虚拟现实(Virtual Reality，VR)眼镜等，或者，也可以是其他对轻便化、便携化等存在需求的近眼显示设备，具体可根据实际情况进行设计。

本发明实施例中提供了一种光机系统及近眼显示设备，该光机系统至少包括照明模组、成像模组和波导片，照明模组和成像模组设置在波导片的两侧、或照明模组和波导片贴设在成像模组的同一侧，成像模组包括透镜组和空间光调制器，照明模组出射的照明光沿第一方向通过透镜组照射在空间光调制器上生成图像光，图像光沿第二方向通过所述透镜组进入波导片传输。本发明实施例照明光路和成像光路共用所述透镜组，且未采用偏振分光棱镜，能够有效缩小光机体积，利于近眼显示设备的轻便设计。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种光机系统，其特征在于，包括照明模组、成像模组和波导片，所述照明模组和所述成像模组设置在所述波导片的两侧，

所述成像模组包括透镜组和空间光调制器，所述波导片包括选择性反射膜层，

所述照明模组出射的照明光沿第一方向传输且在到达所述选择性反射膜层时透射出射，并继续沿第一方向通过所述透镜组照射在所述空间光调制器上生成图像光，所述图像光沿第二方向通过所述透镜组且在到达所述选择性反射膜层时反射出射并在所述波导片内传输，所述第一方向和所述第二方向为相反方向。

2.根据权利要求1所述的光机系统，其特征在于，

所述选择性反射膜层为半透半反膜或偏振分束选择膜。

3.根据权利要求2所述的光机系统，其特征在于，

所述照明模组包括依次设置的发光二极管光源、聚光器件、复眼透镜和线偏振片，所述线偏振片靠近所述波导片设置，

所述发光二极管光源出射的照明光通过所述聚光器件和所述复眼透镜调整为均匀的照明光，均匀的照明光经过所述线偏振片转换为第一偏振光，所述空间光调制器产生的所述图像光为第二偏振光，所述第一偏振光和所述第二偏振光具有不同的偏振态，所述选择性反射膜层配置为透射所述第一偏振光并反射所述第二偏振光。

4.根据权利要求2所述的光机系统，其特征在于，

所述照明模组包括依次设置的发光二极管光源、聚光器件、三色分光楔形板、复眼透镜和线偏振片，所述线偏振片靠近所述波导片设置，

所述发光二极管光源出射的照明光通过所述聚光器件调整为平行的照明光，平行的照明光通过所述三色分光楔形板分为三原色的光束矫正输出，矫正输出的三原色光束通过所述复眼透镜调整为均匀的照明光，均匀的照明光经过所述线偏振片转换为第一偏振光，所述空间光调制器产生的所述图像光为第二偏振光，所述第一偏振光和所述第二偏振光具有不同的偏振态，所述选择性反射膜层配置为透射所述第一偏振光并反射所述第二偏振光。

5.根据权利要求3或4所述的光机系统，其特征在于，

所述聚光器件为复合抛物面聚光器、准直透镜、光学积分棒或反光杯。

6.一种光机系统，其特征在于，包括照明模组、成像模组和波导片，所述照明模组和所述波导片贴设在所述成像模组的同一侧，

所述成像模组包括透镜组和空间光调制器，

所述照明模组出射的照明光沿第一方向通过所述透镜组照射在所述空间光调制器上生成图像光，所述图像光沿第二方向通过所述透镜组进入所述波导片传输。

7.根据权利要求6所述的光机系统，其特征在于，

所述波导片包括全反射膜层，所述图像光进入所述波导片并通过所述全反射膜层调整角度后在所述波导片内全反射传输。

8.根据权利要求7所述的光机系统，其特征在于，

所述全反射膜层为介质反射膜或金属反射膜。

9.根据权利要求6所述的光机系统，其特征在于，

所述照明模组包括依次设置的发光二极管光源、聚光器件、复眼透镜和线偏振片，所述线偏振片靠近所述透镜组设置，

所述发光二极管光源出射的照明光通过所述聚光器件和所述复眼透镜调整为均匀的照明光，均匀的照明光经过所述线偏振片转换为第一偏振光，所述空间光调制器产生的所述图像光为第二偏振光，所述第一偏振光和所述第二偏振光具有不同的偏振态。

10.根据权利要求9所述的光机系统，其特征在于，

所述聚光器件为复合抛物面聚光器、准直透镜、光学积分棒或反光杯。

11.一种近眼显示设备，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的光机系统。

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