具有圆反射偏振器的透镜组件制造技术

一种包括被配置为生成图像光的光源的设备。设备还包括与光源耦合的透镜组件。透镜组件包括反射镜，该反射镜被配置为透射图像光的第一部分并且反射图像光的第二部分。透镜组件还包括反射偏振器，该反射偏振器包括具有手性的双折射介质，并且被配置为朝向反射镜基本反射从反射镜输出的图像光的第一部分作为具有预先确定的旋向性的偏振光。透镜组件还包括透镜，该透镜被设置在反射镜和反射偏振器之间，并且被配置为向图像光提供光学功率。并且被配置为向图像光提供光学功率。并且被配置为向图像光提供光学功率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有圆反射偏振器的透镜组件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年11月09日提交的美国专利申请号17/093609和于2019年12月04日提交的美国临时专利申请号62/943379的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开总体上涉及光学设备，并且更具体地，涉及具有圆反射偏振器的透镜组件。

技术介绍

[0004]近眼显示器(“NED”)已经被广泛用于各种应用，诸如航空、工程、科学、医学、计算机游戏、视频、运动、训练、模拟和其他应用。NED的一种应用是实现虚拟现实(“VR”)、增强现实(“AR”)和/或混合现实(“MR”)或它们的组合。通常期望具有紧凑、重量轻、高分辨率、大视场(“FOV”)和小外形尺寸的NED。NED通常包括被配置为生成图像光的光源(例如，显示元件)，以及被配置为将图像光引向用户眼的透镜系统。透镜系统包括多个光学元件，诸如透镜、波片、反射器等，用于将图像光聚焦到眼。为了在维持令人满意的光学特性的同时实现紧凑尺寸和轻重量，NED通常在透镜系统中采用饼状透镜来折叠光学路径，从而减少NED中的后焦距。

技术实现思路

[0005]根据本专利技术，提供了一种设备，包括：被配置为生成图像光的光源；以及与光源耦合的透镜组件，透镜组件包括：反射镜，被配置为：透射图像光的第一部分，并且反射图像光的第二部分；反射偏振器，包括具有手性的双折射介质，并且被配置为朝向反射镜基本反射从反射镜输出的图像光的第一部分作为具有预先确定的旋向性的偏振光；以及透镜，被设置在反射镜和反射偏振器之间，并且被配置为向图像光提供光学功率。
[0006]可选地，具有预先确定的旋向性的偏振光是具有第一旋向性的第一圆偏振光。可选地，反射镜还被配置为朝向反射偏振器反射具有第一旋向性的第一圆偏振光作为具有与第一旋向性相反的第二旋向性的第二圆偏振光。可选地，反射偏振器还被配置为基本透射具有第二旋向性的第二圆偏振光。
[0007]反射偏振器的反射带可以可选地对应于图像光的光谱。
[0008]可选地，具有手性的双折射介质可以包括具有恒定螺旋节距或梯度螺旋节距的胆甾型液晶(CLC)层。
[0009]可选地，具有手性的双折射介质可以包括具有不同恒定螺旋节距的多个堆叠的CLC层。
[0010]可选地，反射偏振器具有面向透镜的第一侧和与第一侧相对的第二侧。可选地，设备还包括设置在反射偏振器的第二侧的线性偏振器；以及设置在线性偏振器与反射偏振器之间的四分之一波片。
[0011]可选地，设置在线性偏振器与反射偏振器之间的四分之一波片是第一四分之一波
片。可选地，设备还包括第二四分之一波片。可选地，线性偏振器被设置在第一四分之一波片与第二四分之一波片之间。
[0012]反射偏振器可选地是第一反射偏振器，具有手性的双折射介质可选地是具有第一手性的第一双折射介质，并且具有预先确定的旋向性的偏振光可选地是具有第一旋向性的第一圆偏振光。可选地，设备还包括第二反射偏振器，第二反射偏振器包括第二双折射介质，第二反射偏振器可选地被设置在反射镜和光源之间，并且可选地被配置为朝向反射镜基本反射从反射镜输出的图像光的第二部分，作为具有与第一旋向性相反的第二旋向性的第二圆偏振光。
[0013]可选地，反射镜被配置为朝向第一反射偏振器透射具有第二旋向性的第二圆偏振光的第一部分。可选地，第一反射偏振器被配置为基本透射具有第二旋向性的第二圆偏振光的第一部分作为具有第二旋向性的第三圆偏振光。
[0014]可选地，具有第一手性的第一双折射介质包括至少一个第一CLC层。可选地，具有第二手性的第二双折射介质包括至少一个第二CLC层。可选地，至少一个第一CLC层的螺旋结构与至少一个第二CLC层的螺旋结构具有相反的旋向性。
[0015]可选地，反射偏振器是第一反射偏振器，透镜是设置在反射镜与第一反射偏振器之间的第一透镜。可选地，设备还包括第二反射偏振器和第二透镜，第二透镜被设置在反射镜与第一反射偏振器之间。可选地，反射镜被设置在第一反射偏振器与第二反射偏振器之间。
[0016]可选地，反射偏振器是第一反射偏振器，第一反射偏振器中包括的具有手性的双折射介质可以是具有第一手性的第一双折射介质，并且可选地，光源还包括第二反射偏振器，第二反射偏振器包括具有第二手性的第二双折射介质。
[0017]可选地，光源还包括反射器和显示面板，显示面板被设置在第二反射偏振器与反射器之间。
[0018]可选地，显示面板是发射型显示面板，发射型显示面板被配置为发射非偏振图像光，非偏振图像光包括具有第一旋向性的第一圆偏振分量，并且包括具有与第一旋向性相反的第二旋向性的第二圆偏振分量。可选地，第二反射偏振器被配置为基本透射具有第一旋向性的第一圆偏振分量，并且朝向反射器基本反射具有第二旋向性的第二圆偏振分量。
[0019]可选地，光源还包括显示面板和背光模块，背光模块被配置为照射显示面板。可选地，背光模块包括背光源组件、与背光源组件光学耦合的导光板、设置在导光板的第一侧的第二反射偏振器，以及设置在导光板的第二侧的反射器。
[0020]根据本专利技术，还提供了一种透镜组件，包括：反射镜，被配置为：透射光的第一部分，并且反射光的第二部分；反射偏振器，包括具有手性的双折射介质，并且被配置为朝向反射镜基本反射从反射镜输出的光的第一部分作为具有预先确定的旋向性的偏振光；以及透镜，设置在反射镜与反射偏振器之间，并且被配置为向光提供光学功率。
[0021]可选地，反射偏振器是第一反射偏振器，并且透镜是第一透镜。可选地，透镜组件包括第二反射偏振器和第二透镜，第二透镜被设置在反射镜与第一反射偏振器之间。可选地，反射镜被设置在第一反射偏振器与第二反射偏振器之间。
[0022]可选地，具有预先确定的旋向性的偏振光是具有第一旋向性的第一圆偏振光。可选地，反射镜还被配置为朝向反射偏振器反射具有第一旋向性的第一圆偏振光作为具有与
第一旋向性相反的第二旋向性的第二圆偏振光。可选地，反射偏振器还被配置为基本透射具有第二旋向性的第二圆偏振光作为具有第二旋向性的第三圆偏振光。
[0023]根据本公开的描述、权利要求和附图，本领域技术人员可以理解本公开的其他方面。
附图说明
[0024]根据各种公开的实施例，出于说明性目的而提供以下附图，并且不旨在限制本公开的范围。
[0025]图1图示了根据本公开的一个实施例的包括饼状透镜组件的光学系统的示意图；
[0026]图2A图示了根据本公开的一个实施例的胆甾型液晶(“CLC”)中的指向矢配置的示意图；
[0027]图2B图示了根据本公开的一个实施例的图2A中所示的CLC的偏振选择性反射率；
[0028]图3A图示了根据本公开的一个实施例的CLC反射偏振器的截面；
[0029]图3B图示了根据本公开的另一个实施例的CLC反射偏振器的截面；
[0030]图3C图示了根据本公开的另一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：光源，被配置为生成图像光；以及透镜组件，与所述光源耦合，并且所述透镜组件包括：反射镜，被配置为透射所述图像光的第一部分，并且反射所述图像光的第二部分；反射偏振器，包括具有手性的双折射介质，并且所述反射偏振器被配置为朝向所述反射镜基本反射从所述反射镜输出的所述图像光的所述第一部分，作为具有预先确定的旋向性的偏振光；以及透镜，被设置在所述反射镜和所述反射偏振器之间，并且被配置为向所述图像光提供光学功率。2.根据权利要求1所述的设备，其中具有所述预先确定的旋向性的所述偏振光是具有第一旋向性的第一圆偏振光，所述反射镜还被配置为朝向所述反射偏振器反射具有所述第一旋向性的所述第一圆偏振光，作为具有与所述第一旋向性相反的第二旋向性的第二圆偏振光，并且所述反射偏振器还被配置为基本透射具有所述第二旋向性的所述第二圆偏振光。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述反射偏振器的反射带对应于所述图像光的光谱。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中具有所述手性的所述双折射介质包括：具有恒定螺旋节距或梯度螺旋节距的胆甾型液晶CLC层；或者其中具有所述手性的所述双折射介质包括：具有不同恒定螺旋节距的多个堆叠CLC层。5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述反射偏振器具有面向所述透镜的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述设备还包括：线性偏振器，设置在所述反射偏振器的所述第二侧处；以及四分之一波片，设置在所述线性偏振器与所述反射偏振器之间。6.根据权利要求5所述的设备，其中设置在所述线性偏振器与所述反射偏振器之间的所述四分之一波片是第一四分之一波片，所述设备还包括第二四分之一波片，并且所述线性偏振器被设置在所述第一四分之一波片与所述第二四分之一波片之间。7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中所述反射偏振器是第一反射偏振器，具有所述手性的所述双折射介质是具有第一手性的第一双折射介质，并且具有所述预先确定的旋向性的所述偏振光是具有第一旋向性的第一圆偏振光，并且所述设备还包括第二反射偏振器，所述第二反射偏振器包括具有第二手性的第二双折射介质，所述第二反射偏振器被设置在所述反射镜和所述光源之间，并且被配置为朝向所述反射镜基本反射从所述反射镜输出的所述图像光的所述第二部分，作为具有与所述第一旋向性相反的第二旋向性的第二圆偏振光；其中所述反射镜被配置为朝向所述第一反射偏振器透射具有所述第二旋向性的所述第二圆偏振光的第一部分，并且所述第一反射偏振器被配置为基本透射具有所述第二旋向性的所述第二圆偏振光的
所述第一部分，作为具有所述第二旋向性的第三圆偏振光。8.根据权利要求7所述的设备，其中具有所述第一手性的所述第一双折射介质包括至少一个第一CLC层，具有所述第二手性的所述第二双折射介质包括至少一个第二CLC层，并且所述至少一个第一CLC层的螺旋结构与所述至少一个第二CLC层的螺旋结构具有相反的旋向性。9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中所述反射偏振器是第一反射偏振器，并且所述透镜是设置在所述反射镜与所述第一反射偏振器之间的第一透镜，所述设备还包括第二反...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：