光学模组以及头戴显示设备制造技术

本申请实施例提供了一种光学模组以及头戴显示设备；其中，光学模组包括第一透镜及第二透镜，第一透镜包括第一表面和第二表面，第二透镜包括第三表面和第四表面，第二表面与第三表面为相邻设置；光学模组还包括分光元件、第一相位延迟器及偏振反射元件，分光元件位于第一表面的一侧，第一相位延迟器与偏振反射元件位于第二透镜的任一侧；第一透镜被配置为能够相对于第二透镜发生平移，且满足：0.05<2*(T1

【技术实现步骤摘要】
光学模组以及头戴显示设备


[0001]本申请实施例涉及近眼显示成像
，更具体地，本申请实施例涉及一种光学模组以及头戴显示设备。

技术介绍

[0002]近年来，增强现实(Augmented Reality，AR)技术及虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术等在例如头戴显示设备中得到了应用并快速发展。增强现实技术和虚拟现实技术的核心部件均是光学模组。
[0003]通常在光学模组的设计中，人眼距离光学模组中近眼一侧的光学镜片的距离是固定的，即眼距是固定的。然而，不同的使用者在应用同一光学模组时，眼距实际是不同的，这是因为视度正常的使用者与近视或者远视的使用者会因视度矫正需要(佩戴眼镜或者不佩戴眼镜)导致眼距不同，这可能会导致不同眼距群体在进行虚拟体验时观看到的图像会有不同程度的缺失，不能观察到完整的画面。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种光学模组以及头戴显示设备的新技术方案。
[0005]第一方面，本申请提供了一种光学模组，所述光学模组包括第一透镜及第二透镜，所述第一透镜包括第一表面和第二表面，所述第二透镜包括第三表面和第四表面，所述第二表面与所述第三表面为相邻设置；
[0006]所述光学模组还包括分光元件、第一相位延迟器及偏振反射元件，所述分光元件位于所述第一表面的一侧，所述第一相位延迟器与所述偏振反射元件位于所述第二透镜的任一侧；
[0007]所述第一透镜被配置为能够相对于所述第二透镜发生平移，且满足：0.05<2*(T1
‑
T2)/D1<0.3，其中，T1为所述第二表面距离所述第三表面的最大距离，T2为所述第二表面距离所述第三表面的最小距离，D1为所述第一透镜的光学有效口径。
[0008]可选地，述第一透镜被配置为能够朝向远离或者靠近所述第二透镜的方向发生平移，且满足：0.1<2*(T1
‑
T2)/D1<0.2。
[0009]可选地，所述第一透镜能够相对于所述第二透镜平移4mm～5.5mm。
[0010]可选地，所述光学模组在远视半视场角度与近视半视场角度下的差异量a为：0
°
＜a＜10
°
。
[0011]可选地，所述第一透镜的中心厚度T1为3mm＜T1＜8mm；
[0012]所述第二透镜的中心厚度T2为3mm＜T2＜8mm。
[0013]可选地，所述第一表面和所述第二表面均为非球面；
[0014]所述第三表面为平面或者非球面，所述第四表面为非球面。
[0015]可选地，所述第一相位延迟器和所述偏振反射元件依次设置在所述第二表面与所述第三表面之间。
[0016]可选地，所述光学模组还包括偏光元件，所述偏光元件位于所述偏振反射元件与所述第三表面之间。
[0017]可选地，所述偏光元件、所述偏振反射元件及所述第一相位延迟器呈层叠设置形成膜层结构并贴设于所述第三表面，其中，所述偏光元件与所述第三表面连接。
[0018]可选地，所述分光元件的反射率为47％至53％。
[0019]可选地，所述光学模组还包括显示器，所述显示器的出光面被配置为能够发射圆偏振光或者线偏振光；
[0020]当所述显示器的出光面发射的光线为线偏振光时，在所述显示器的出光面与所述第一透镜的第一表面之间设置有第二相位延迟器，所述第二相位延迟器用以将线偏振光转变为圆偏振光。
[0021]可选地，所述分光元件贴装于所述第一表面；或者，
[0022]所述分光元件位于在所述显示器的出光面与所述第一表面之间。
[0023]第二方面，本申请提供了一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括：
[0024]壳体；以及
[0025]如上所述的光学模组。
[0026]根据本申请的实施例，提供了一种折叠光路方案，可以通过变换光学模组中近入光一侧的第一透镜相对于第二透镜的位置来实现视度调节，同时还通过约束第一透镜相对于第二透镜可移动的极限距离差值与第一透镜本身的有效光学口径之间的关系来实现在固定眼距不变的情况下视度调节过程中显示画面不缺失，可以使用户获得较佳的视觉体验感。
[0027]通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0028]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例，并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。
[0029]图1为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之一；
[0030]图2为本申请实施例提供的光学模组的局部结构示意图；
[0031]图3为图1示出的光学模组的点阵列的示意图；
[0032]图4为图1示出的光学模组的MTF曲线图；
[0033]图5为图1示出的光学模组的场曲畸变图；
[0034]图6为图1示出的光学模组的垂轴色差图；
[0035]图7为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之二；
[0036]图8为图7示出的光学模组的点阵列的示意图；
[0037]图9为图7示出的光学模组的MTF曲线图；
[0038]图10为图7示出的光学模组的场曲畸变图；
[0039]图11为图7示出的光学模组的垂轴色差图；
[0040]图12为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之三；
[0041]图13为图12示出的光学模组的点阵列的示意图；
[0042]图14为图12示出的光学模组的MTF曲线图；
[0043]图15为图12示出的光学模组的场曲畸变图；
[0044]图16为图12示出的光学模组的垂轴色差图；
[0045]图17为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之四；
[0046]图18为图17示出的光学模组的点阵列的示意图；
[0047]图19为图17示出的光学模组的MTF曲线图；
[0048]图20为图17示出的光学模组的场曲畸变图；
[0049]图21为图17示出的光学模组的垂轴色差图；
[0050]图22为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之五；
[0051]图23为图22示出的光学模组的点阵列的示意图；
[0052]图24为图22示出的光学模组的MTF曲线图；
[0053]图25为图22示出的光学模组的场曲畸变图；
[0054]图26为图22示出的光学模组的垂轴色差图；
[0055]图27为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之六；
[0056]图28为图27示出的光学模组的点阵列的示意图；
[0057]图29为图27示出的光学模组的MTF曲线图；
[0058]图30为图27示出的光学模组的场曲畸变图；
[0059]图31为图27示出的光学模组的垂轴色差图；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学模组，其特征在于，所述光学模组包括第一透镜(10)及第二透镜(20)，所述第一透镜(10)包括第一表面(11)和第二表面(12)，所述第二透镜(20)包括第三表面(21)和第四表面(22)，所述第二表面(12)与所述第三表面(21)为相邻设置；所述光学模组还包括分光元件(40)、第一相位延迟器(50)及偏振反射元件(60)，所述分光元件(40)位于所述第一表面(11)的一侧，所述第一相位延迟器(50)与所述偏振反射元件(60)位于所述第二透镜(20)的任一侧；所述第一透镜(10)被配置为能够相对于所述第二透镜(20)发生平移，且满足：0.05<2*(T1
‑
T2)/D1<0.3，其中，T1为所述第二表面(12)距离所述第三表面(21)的最大距离，T2为所述第二表面(12)距离所述第三表面(21)的最小距离，D1为所述第一透镜(10)的光学有效口径。2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一透镜(10)被配置为能够朝向远离或者靠近所述第二透镜(20)的方向发生平移，且满足：0.1<2*(T1
‑
T2)/D1<0.2。3.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一透镜(10)能够相对于所述第二透镜(20)平移4mm～5.5mm。4.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组在远视半视场角度与近视半视场角度下的差异量a为：0
°
＜a＜10
°
。5.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一透镜(10)的中心厚度T1为3mm＜T1＜8mm；所述第二透镜(20)的中心厚度T2...

【专利技术属性】
技术研发人员：史柴源，
申请(专利权)人：歌尔光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：