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；所述光学模组包括分光元件、第一相位延迟器及偏振反射元件，其中，所述第一相位延迟器位于所述分光元件与所述偏振反射元件之间；所述光学模组还包括第三透镜，所述第三透镜位于所述分光元件与所述偏振反射元件之间，所述分光元件到所述偏振反射元件的距离L1为3mm≤L1≤8mm；所述分光元件40远离所述第三透镜30的一侧设置有至少两个透镜。本申请实施例的方案可以降低杂散光。施例的方案可以降低杂散光。施例的方案可以降低杂散光。

【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(VirtualReality，VR)技术等在例如智能穿戴设备中得到了应用并快速发展起来。增 强现实技术和虚拟现实技术的核心部件均是光学模组。光学模组显示效果的好 坏将直接决定着智能穿戴设备的质量。
[0003]针对现有的折叠光路结构，光学元件及光学镜片表面入射角与折射角过大 会导致入射的光线的相位变化发生问题，以及光学镜片表面的反射率过大，这 些情况最终都会导致杂散光严重的现象，影响到光学模组最终的成像质量。

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，所述光学模组包括分光元件、 第一相位延迟器及偏振反射元件，其中，所述第一相位延迟器位于所述分 光元件与所述偏振反射元件之间；
[0006]所述光学模组还包括第三透镜，所述第三透镜位于所述分光元件与所 述偏振反射元件之间，所述分光元件到所述偏振反射元件的距离L1为 3mm≤L1≤8mm；
[0007]所述分光元件远离所述第三透镜的一侧设置有至少两个透镜。
[0008]可选地，入射光线进入所述偏振反射元件和所述第一相位延迟器的角 度为＜5
°
。
[0009]可选地，所述光学模组还包括显示器，所述分光元件位于所述显示器 的出光侧，所述分光元件到所述显示器的距离L2为5mm≤L2≤19mm。
[0010]可选地，所述至少两个透镜包括第一透镜，所述第一透镜包括第一表 面和第二表面；
[0011]其中，所述第一表面与所述显示器的出光面相邻设置，所述分光元件 到所述第一表面的距离L3为5mm≤L3≤16mm。
[0012]可选地，所述至少两个透镜还包括第二透镜，所述第二透镜位于所述 第一透镜和所述第三透镜之间，所述第二透镜包括第三表面和第四表面；
[0013]其中，所述第三表面与所述第二表面相邻设置。
[0014]可选地，入射光线进入所述第一透镜和所述第二透镜的角度为＜40
°
。
[0015]可选地，所述第一透镜的中心厚度T1为2.5mm≤T1≤8mm，所述第一 表面和所述第二表面均为非球面；
[0016]所述第二透镜的中心厚度T2为2.5mm≤T2≤8mm，所述第三表面和所 述第四表面均为非球面。
[0017]可选地，所述第一透镜的口径D1＜所述第二透镜的口径D2＜所述第三 透镜的口径D3。
[0018]可选地，所述显示器被配置为能够发射圆偏振光或者线偏振光；
[0019]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。
[0020]可选地，所述显示器的尺寸为1in～2.1in。
[0021]可选地，所述第三透镜的中心厚度T3为3mm≤T3≤8mm。
[0022]可选地，所述第三透镜包括第五表面和第六表面；
[0023]所述分光元件位于所述第五表面的一侧；
[0024]所述偏振反射元件和所述第一相位延迟器位于所述第六表面的一侧。
[0025]可选地，所述光学模组还包括偏光膜，所述偏光膜位于所述第六表面 与所述偏振反射元件之间。
[0026]可选地，所述分光元件贴设于所述第五表面；
[0027]所述偏光膜、所述偏振反射元件及所述第一相位延迟器依次叠设形成 膜层结构，所述膜层结构贴设于所述第六表面。
[0028]可选地，所述分光元件的反射率为47％至53％。
[0029]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：
[0030]壳体；以及
[0031]如上所述的光学模组。
[0032]根据本申请的实施例，提供了一种折叠光路方案，在光路结构中通过 约束分光元件与偏振反射元件之间的距离，并在分光元件与偏振反射元件之间 布设一个光学镜片，以此可以调整入射光线进入所述偏振反射元件和所述第 一相位延迟器的角度，减少因相位变化引起的杂散光；同时，还在分光元件 背离该光学镜片的一侧合理布设了至少两个光学镜片，以此可以合理的调整入 射光线进入这两个光学镜片的角度，这样可以降低光学镜片表面的反射率， 减少因反射引起的杂散光，使得光学模组具有较佳的成像质量。
[0033]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
[0034]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。
[0035]图1为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之一；
[0036]图2为本申请实施例提供的光学模组的局部结构示意图；
[0037]图3为图1示出的光学模组的点阵列的示意图；
[0038]图4为图1示出的光学模组的MTF曲线图；
[0039]图5为图1示出的光学模组的场曲畸变图；
[0040]图6为图1示出的光学模组的垂轴色差图；
[0041]图7为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之二；
[0042]图8为图7示出的光学模组的点阵列的示意图；
[0043]图9为图7示出的光学模组的MTF曲线图；
[0044]图10为图7示出的光学模组的场曲畸变图；
[0045]图11为图7示出的光学模组的垂轴色差图；
[0046]图12为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之三；
[0047]图13为图12示出的光学模组的点阵列的示意图；
[0048]图14为图12示出的光学模组的MTF曲线图；
[0049]图15为图12示出的光学模组的场曲畸变图；
[0050]图16为图12示出的光学模组的垂轴色差图。
[0051]附图标记说明：
[0052]10、第一透镜；11、第一表面；12、第二表面；20、第二透镜；21、 第三表面；22、第四表面；30、第三透镜；31、第五表面；32、第六表面； 40、分光元件；50、第一相位延迟器；60、偏振反射元件；70、偏光膜； 80、显示器；81、保护玻璃；90、抗反射膜；01、人眼。
具体实施方式
[0053]现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到： 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、 数字表达式和数值不限制本申请的范围。
[0054]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作 为对本申请及其应用或使用的任何限制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学模组，其特征在于，所述光学模组包括分光元件(40)、第一相位延迟器(50)及偏振反射元件(60)，其中，所述第一相位延迟器(50)位于所述分光元件(40)与所述偏振反射元件(60)之间；所述光学模组还包括第三透镜(30)，所述第三透镜(30)位于所述分光元件(40)与所述偏振反射元件(60)之间，所述分光元件(40)到所述偏振反射元件(60)的距离L1为3mm≤L1≤8mm；所述分光元件(40)远离所述第三透镜(30)的一侧设置有至少两个透镜。2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，入射光线进入所述偏振反射元件(60)和所述第一相位延迟器(50)的角度为＜5
°
。3.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括显示器(80)，所述分光元件(40)位于所述显示器(80)的出光侧，所述分光元件(40)到所述显示器(80)的距离L2为5mm≤L2≤19mm。4.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述至少两个透镜包括第一透镜(10)，所述第一透镜(10)包括第一表面(11)和第二表面(12)；其中，所述第一表面(11)与所述显示器(80)的出光面相邻设置，所述分光元件(40)到所述第一表面(11)的距离L3为5mm≤L3≤16mm。5.根据权利要求4所述的光学模组，其特征在于，所述至少两个透镜还包括第二透镜(20)，所述第二透镜(20)位于所述第一透镜(10)和所述第三透镜(30)之间，所述第二透镜(20)包括第三表面(21)和第四表面(22)；其中，所述第三表面(21)与所述第二表面(12)相邻设置。6.根据权利要求5所述的光学模组，其特征在于，入射光线进入所述第一透镜(10)和所述第二透镜(20)的角度为＜40
°
。7.根据权利要求5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2.5mm≤T1≤8mm，所述第一表面(...

【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：