近眼显示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近眼显示模组以及头戴显示设置；近眼显示模组包括成像镜组以及设于成像镜组内的分光元件、第一相位延迟器和偏振反射元件；成像镜组沿同一光轴依次包括第一透镜、第二透镜及第三透镜，分光元件位于第二透镜的任一侧，第一相位延迟器及偏振反射元件位于第二透镜与第三透镜之间；第二透镜的外径＞第三透镜的外径＞第一透镜的外径，以在第三透镜和第一透镜的外周形成容置空间；近眼显示模组还包括眼球追踪组件，眼球追踪组件包括照明器件及成像器件，照明器件设于第三透镜的外周，成像器件位于第一透镜的外周上方。本申请实施例为眼球追踪组件预留空间，且不会额外增加模组体积。外增加模组体积。外增加模组体积。

【技术实现步骤摘要】
近眼显示模组以及头戴显示设备


[0001]本申请实施例涉及光学成像
，更具体地，本申请实施例涉及一种近眼显示模组以及头戴显示设备。

技术介绍

[0002]虚拟现实设备为了实现特定的功能，需要追踪用户的眼球。目前，在进行眼球追踪时通常引入眼球追踪模块来实现眼球位置的实时追踪。然而，在虚拟现实设备中引入眼球追踪模块之后会在一定程度上增加虚拟现实设备的体积，这就违背了用户对虚拟现实设备小体积的要求，影响用户的佩戴感。此外，眼球追踪模块设于虚拟现实设备中后，现有的布设方案可能会遮挡用户视线。

技术实现思路

[0003]本申请的目的是提供一种近眼显示模组以及头戴显示设备的新技术方案。
[0004]第一方面，本申请提供了一种近眼显示模组。所述近眼显示模组包括成像镜组以及设于所述成像镜组内的分光元件、第一相位延迟器和偏振反射元件，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；
[0005]所述成像镜组沿同一光轴依次包括第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述分光元件位于所述第二透镜的任一侧，所述第一相位延迟器及所述偏振反射元件位于所述第二透镜与所述第三透镜之间；所述第二透镜的外径 D2＞所述第三透镜的外径D3＞所述第一透镜的外径D1，以在所述第三透镜和所述第一透镜的外周形成容置空间；
[0006]所述近眼显示模组还包括眼球追踪组件，所述眼球追踪组件包括照明器件及成像器件，所述照明器件设于所述第三透镜的外周，所述成像器件位于所述第一透镜的外周上方；所述照明器件出射的光线经人眼反射后透过所述第三透镜和所述第二透镜，之后射入所述成像器件形成眼球追踪光路。
[0007]可选地，所述第三透镜的外径D3与所述第二透镜的外径D2之间差异量的绝对值为大于1mm。
[0008]可选地，所述第一透镜的外径D1与所述第二透镜的外径D2之间差异量的绝对值为大于1mm。
[0009]可选地，所述第二透镜及所述第三透镜的组合光焦度为正。
[0010]可选地，所述第二透镜及所述第三透镜的组合光焦度为0.019。
[0011]可选地，所述照明器件包括红外光源，所述成像器件包括红外摄像装置。
[0012]可选地，所述成像器件还包括反射结构，所述反射结构位于所述红外光源的出光路径上，至少部分所述红外光源发出的光线能够经所述反射结构反射至所述红外摄像装置。
[0013]可选地，所述近眼显示模组还包括显示屏，所述显示屏位于所述第一透镜背离所述第二透镜的一侧；
[0014]所述显示屏被配置为能够发射出圆偏振光或者自然光；
[0015]其中，当所述显示屏发射的光线为自然光时，所述显示屏与所述第一透镜之间设置有叠合片，能够用以将自然光转变为圆偏振光后射入所述成像镜组。
[0016]可选地，所述叠合片设于所述第一透镜靠近所述显示屏的表面；
[0017]所述叠合片包括第二相位延迟器、第二偏光元件及第三相位延迟器，其中，所述第二偏光元件位于所述第二相位延迟器与所述第三相位延迟器之间。
[0018]可选地，所述成像镜组内还设置有第一偏光元件，所述第一偏光元件与所述偏振反射元件及所述第一相位延迟器依次叠设形成复合膜；
[0019]所述分光元件设于所述第二透镜靠近所述第一透镜的表面，所述复合膜设于所述第三透镜靠近所述第二透镜的表面。
[0020]可选地，所述第一透镜的光焦度为正。
[0021]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：
[0022]壳体；以及
[0023]如第一方面所述的近眼显示模组。
[0024]根据本申请实施例，提供了一种近眼显示模组，其为一种折叠光路结构设计，通过调整成像镜组中不同透镜的外径差异范围，可以在两侧的两个透镜外周分别形成容置空间，如此可以将引入的眼球追踪组件布设在不同的容置空间内，这样可以不在光轴方向(横向)及垂直于光轴的方向(纵向)引入尺寸的增加，也即不会额外增加整个近眼显示模组的体积，其中合理布设了眼球追踪组件中成像器件的位置，不会遮挡用户的视线。
[0025]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
[0026]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。
[0027]图1为本申请实施例提供的近眼显示模组的结构示意图之一；
[0028]图2为本申请实施例提供的近眼显示模组的复合膜的结构示意图；
[0029]图3为本申请实施例提供的近眼显示模组的叠合片的结构示意图；
[0030]图4为图1示出的近眼显示模组的点列图；
[0031]图5为图1示出的近眼显示模组的MTF曲线图；
[0032]图6为图1示出的近眼显示模组的场曲畸变图；
[0033]图7为图1示出的近眼显示模组的垂轴色差图；
[0034]图8为本申请实施例提供的近眼显示模组的结构示意图之二。
[0035]附图标记说明：
[0036]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、显示屏；50、照明器件；51、红外光源；60、成像器件；61、红外摄像装置；62、反射结构；70、复合膜；71、第一偏光元件；72、偏振反射元件；73、第一相位延迟器；74、第一抗反射膜；80、叠合片；81、第二抗反射膜；82、第二相位延迟器；83、第二偏光元件；84、第三相位延迟器；90、分光元件；100、屏幕保护玻璃；01、人眼。
具体实施方式
[0037]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。
[0038]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。
[0039]对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
[0040]在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0041]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0042]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种近眼显示模组，所述近眼显示模组可适合应用于头戴显示设备(Head mounted display，HMD)，例如VR 头戴设备。其中，VR头戴设备例如可以包括VR眼镜或者VR头盔等，本申请实施例对此不做具体限制。
[0043]本申请实施例提供了一种近眼显示模组，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近眼显示模组，其特征在于，包括成像镜组以及设于所述成像镜组内的分光元件(90)、第一相位延迟器(73)和偏振反射元件(72)，其中，所述第一相位延迟器(73)位于所述分光元件(90)与所述偏振反射元件(72)之间；所述成像镜组沿同一光轴依次包括第一透镜(10)、第二透镜(20)及第三透镜(30)，所述分光元件(90)位于所述第二透镜(20)的任一侧，所述第一相位延迟器(73)及所述偏振反射元件(72)位于所述第二透镜(20)与所述第三透镜(30)之间；所述第二透镜(20)的外径D2＞所述第三透镜(30)的外径D3＞所述第一透镜(10)的外径D1，以在所述第三透镜(30)和所述第一透镜(10)的外周形成容置空间；所述近眼显示模组还包括眼球追踪组件，所述眼球追踪组件包括照明器件(50)及成像器件(60)，所述照明器件(50)设于所述第三透镜(30)的外周，所述成像器件(60)位于所述第一透镜(10)的外周上方；所述照明器件(50)出射的光线经人眼(01)反射后透过所述第三透镜(30)和所述第二透镜(20)，之后射入所述成像器件(60)形成眼球追踪光路。2.根据权利要求1所述的近眼显示模组，其特征在于，所述第三透镜(30)的外径D3与所述第二透镜(20)的外径D2之间差异量的绝对值为大于1mm。3.根据权利要求1或2所述的近眼显示模组，其特征在于，所述第一透镜(10)的外径D1与所述第二透镜(20)的外径D2之间差异量的绝对值为大于1mm。4.根据权利要求1所述的近眼显示模组，其特征在于，所述第二透镜(20)及所述第三透镜(30)的组合光焦度为正。5.根据权利要求1所述的近眼显示模组，其特征在于，所述第二透镜(20)及所述第三透镜(30)的组合光焦度为0.019。6.根据权利要求1所述的近眼显示模组，其特征在于，所述照明器件(50)包括红外光源(51...

【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：