美国专利商标局近日公布了一份名为“头戴式显示器的光学系统”的苹果专利申请。本发明主要描述了一种用于头戴式显示器的光学系统。具体地，本发明主要介绍了光学系统的组成部分。该专利指出，头戴式显示器可以包括显示系统和光学系统。显示系统和光学系统可以由戴在用户头上的外壳支撑。头戴式显示器可以使用显示系统和光学系统向用户呈现图像。显示系统可具有产生与图像相关联的图像光的像素阵列。显示系统可以同时具有线性偏振器和四分之一波片。来自像素阵列的图像光通过线性偏振器，并且在通过线性偏振器之后，通过四分之一波片。光学系统可以是折反射光学系统并且具有一个或多个由诸如玻璃或塑料的透明材料形成的透镜元件。透镜元件可以包括平凸透镜元件和平凸透镜元件。平凸透镜元件可具有凸面和相对的平面。平凹透镜元件可具有凹面和面对凸透镜元件平面的相对平面。Apple进一步写道，可以在平凸透镜元件的凸面上形成部分反射镜。反射型偏振片可以形成在平凸透镜的平面上，也可以形成在平凹透镜的凹面上。然后可以在反射偏振器和部分反射镜之间放置一个额外的四分之一波片。图2是Apple耳机的横截面侧视图。其中，光学系统#20和显示系统#40可以由外壳#12支撑，例如头戴式显示器/眼镜#10。外壳#12可以是眼镜框的形状，也可以是头盔的形状，也可以是护目镜的形状等。外壳#12的材质可以是塑料、金属、纤维复合材料。（例如，碳纤维材料、木材和其他天然材料）、玻璃、其他材料和/或其中两种或更多种的组合。I/O组件#44和控制电路#42可以容纳在外壳#12中，并通过电缆、无线连接或其他信号路径耦合到耳机/眼镜#10。显示系统#40可以包括图像源，例如像素阵列#14。像素阵列#14可以包括发射图像光的二维像素阵列P，并且诸如线性偏振器#16的偏振器可以放置在像素阵列#14的前面以提供偏振图像光。线性偏振器#16可以具有与图1中的X轴对准的通过轴。2.显示系统#40还可以包括波片，例如四分之一波片#18，以提供圆偏振图像光。四分之一波片#的快轴可以与线性偏振器#16的通轴成45度角对齐。四分之一波片#18可以安装在偏振器#16的前面（在偏振器#16和光学元件#20之间）。以图像光线#R1为例。当图像光线#R1离开显示器#14并通过线性偏振器16时，光线#R1变为线性偏振。光#R1穿过偏振器#16，然后穿过四分之一波片#18。当光#R1通过四分之一波片#18时，光R1变为圆偏振。光学系统#20可以包括诸如透镜元件#26和#32的透镜元件。透镜元件#26可以是具有面向显示系统#40的凸面的平凸透镜(透镜元件)。可选的透镜元件#32可以是具有面向用户（眼睛#46）的凹面#S3的平凹透镜（透镜元件）。可以在透镜元件#26的凸表面上形成诸如部分反射镜#22的部分反射镜。当圆偏振光#R1照射到部分反射镜#22时，光#R1将通过部分反射镜#22而成为强度降低的光#R2。光线#R2将被透镜元件#26的凸S1形状折射（部分聚焦）。光线R2是圆偏振的。第二四分之一波片，例如四分之一波片#28，可以包含在光学系统#20中，以将光#R2的圆偏振转换为线性偏振。例如，四分之一波片#28可以将圆偏振光#R2转换为与图1的Y轴对齐的线偏振光#R3。2.可以邻近四分之一波片#28形成反射偏振器#30。在一个说明性配置中，反射偏振器#30和四分之一波片#28是平面层并且可以形成在透镜元件#26的平面上。反射偏振器#30可以具有正交的反射轴和透光轴。平行于反射偏振器#30的反射轴偏振的光将被反射偏振器#30反射。在图的说明性布置中。如图2所示，反射型偏振器#30的反射轴与Y轴对齐，因此光线#R3将被反射为反射光线#R4。反射光线#R4具有与Y轴对齐的线性偏振。反射光#R4通过四分之一波片#28后，由线偏振转为圆偏振，成为圆偏振反射光#R5。圆偏振光线R5通过透镜元件#26，部分光线将被部分反射镜#22沿Z方向反射为反射光线#R6。反射光R6是圆偏振的。通过#26透镜元件和#28四分之一波片后，光线R6将变为线偏振，光线#R7，其中光线#R7的线偏振与图2的X轴对齐，X轴平行于反射偏振器#30的通过轴。以这种方式，光#R7将通过反射偏振器#30，为用户提供可视图像。相关专利：苹果专利|用于头戴式显示器的光学系统Apple的专利申请名为“用于头戴式显示器的光学系统”，最初于2021年1月提交，并于几天前由美国专利商标局公布。
