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；所述光学模组包括沿同一光轴设置的至少一个镜片及显示屏幕；其中，所述显示屏幕被配置为能够发出红外光和至少一种波段的可见光；所述光学模组还包括眼球追踪相机，所述显示屏幕发出的红外光用于为所述眼球追踪相机提供照明光源；经所述显示屏幕发出的所述红外光及所述至少一种波段的可见光通过所述至少一个镜片进行传输。本申请实施例提供的光学方案，通过光学模组中的显示屏幕发射红外光，可为眼球追踪相机提供红外光源，从而可以省去单独设置红外光源，利于简化光学模组结构。构。构。

【技术实现步骤摘要】
光学模组以及头戴显示设备


[0001]本申请实施例涉及光学成像
，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]虚拟现实技术(VR技术)的核心部件是内部采用的光学模组，其显示图像效果的好坏将直接决定着VR设备的质量。为实现更好的瞳距调节和凝视视野渲染，VR设备需要具备眼球追踪功能。目前，为了实现眼球追踪，传统VR设备中都需要额外增加红外光发射光源和红外相机，但这样势必会增加整个设备重量。

技术实现思路

[0003]本申请的目的是提供一种光学模组以及头戴显示设备的新技术方案。
[0004]第一方面，本申请提供了一种光学模组。所述光学模组包括沿同一光轴设置的至少一个镜片及显示屏幕；其中，所述显示屏幕被配置为能够发出红外光和至少一种波段的可见光；
[0005]所述光学模组还包括眼球追踪相机，所述显示屏幕发出的红外光用于为所述眼球追踪相机提供照明光源；
[0006]经所述显示屏幕发出的所述红外光及所述至少一种波段的可见光通过所述至少一个镜片进行传输。
[0007]可选地，所述显示屏幕包括多个显示像素，所述多个显示像素用于发出至少一种波段的可见光；
[0008]所述显示屏幕还包括多个红外发光像素，用于发出红外光，所述多个红外发光像素按照目标排列方式分布在所述多个显示像素之间。
[0009]可选地，所述多个显示像素包括红光像素、绿光像素及蓝光像素中的至少一种。
[0010]可选地，所述显示屏幕发出的光线的波长为800nm～1500nm。
[0011]可选地，所述光学模组中最大镜片的口径D与所述光学模组的系统总长TTL的比值为：1.5≤D/TTL≤2.5。
[0012]可选地，所述光学模组在最大视场下的相对照度≥80％。
[0013]可选地，所述光学模组还包括沿所述光轴依次设置的偏振反射器、第一相位延迟器及分光元件；所述至少一个镜片设于所述偏振反射器与所述分光元件之间。
[0014]可选地，所述偏振反射器远离所述显示屏幕的一侧设置第一偏振器，并在所述第一偏振器背离所述偏振反射器的一侧设置第二相位延迟器。
[0015]可选地，所述显示屏幕被配置为能够发射圆偏振光或者自然光；
[0016]当所述显示屏幕发射的光线为自然光时，所述显示屏幕的出光面上设置有的第二偏振器，所述第二偏振器远离所述显示屏幕的一侧表面设置有第三相位延迟器，所述第三相位延迟器和所述第二偏振器能够用以将自然光转变为圆偏振光。
[0017]可选地，所述镜片设置为一个，所述分光元件设于所述镜片靠近所述显示屏幕的表面；所述第一相位延迟器及所述偏振反射器层叠设置并设置在所述镜片远离所述显示屏幕的表面。
[0018]可选地，所述第二相位延迟器、所述第一偏振器、所述偏振反射器及所述第一相位延迟器依次层叠设置形成复合膜。
[0019]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：
[0020]壳体；以及
[0021]如第一方面所述的光学模组。
[0022]本申请的有益效果为：
[0023]根据本申请实施例提供的光学模组，通过使光学模组中的显示屏幕能够发射出红外光，由此直接为眼球追踪相机提供了红外光源，这样可以省去在光学模组中设置额外的红外光发射光源，从而可简化整个光学模组结构及减轻光学模组的重量。
[0024]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
[0025]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。
[0026]图1为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之一；
[0027]图2为本申请实施例提供的显示屏幕的显示像素分布图；
[0028]图3为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之二；
[0029]图4为本申请实施例提供的光学模组的相对照度曲线。
[0030]附图标记说明：
[0031]1、光轴；2、光阑；3、镜片；4、显示屏幕；41、红外发光像素；5、光线；6、偏振反射器；7、第一相位延迟器；8、分光元件；9、第三相位延迟器；10、第二偏振器；11、第二相位延迟器；12、第一偏振器。
具体实施方式
[0032]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。
[0033]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。
[0034]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。
[0035]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。
[0036]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。
[0037]下面结合附图，对本申请实施例提供的光学模组以及头戴显示设备进行详细地描述。
[0038]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种光学模组，所述光学模组可适合应用于可穿戴设备。所述可穿戴设备例如为头戴显示设备(Head mounted display，HMD)，如VR头戴显示设备。所述VR头戴显示设备例如包括VR智能眼镜或者VR智能头盔等，本申请实施例对头戴显示设备的具体形式对此不做限制。
[0039]本申请实施例提出的光学模组，参见图1所示，所述光学模组包括沿同一光轴1设置的至少一个镜片3及显示屏幕4；其中，所述显示屏幕4被配置为能够发出红外光和至少一种波段的可见光。所述光学模组还包括眼球追踪相机，所述显示屏幕4发出的红外光用于为所述眼球追踪相机提供照明光源。经所述显示屏幕4发出的所述红外光及所述至少一种波段的可见光通过所述至少一个镜片3进行传输。
[0040]根据本申请上述实施例提供的光学模组，通过使光学模组中的显示屏幕4能够发射出红外光，由此可以为眼球追踪相机直接提供红外光源，这样可以省去在光学模组中设置额外的红外光发射光源，从而可简化整个光学模组结构，及减轻光学模组的重量。
[0041]所述显示屏幕4发出的红外光，还可以实现眼球的大视角均匀照射。
[0042]具体而言，本申请实施例提供的光学模组，对其中的显示屏幕4进行了新的设计，使得形成的显示屏幕4可以同时发出可见光和红外光。例如，所述显示屏幕4设计为其上的不同发光位置都会发出红外光(IR光)，这样红外光能在整个光学模组的FOV内任一角度内实现对眼球的均匀照射。
[0043]根据本申请上述实施例提供的光学模组，其设计使显示屏幕4可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学模组，其特征在于，所述光学模组包括沿同一光轴(1)设置的至少一个镜片(3)及显示屏幕(4)；其中，所述显示屏幕(4)被配置为能够发出红外光和至少一种波段的可见光；所述光学模组还包括眼球追踪相机，所述显示屏幕(4)发出的红外光用于为所述眼球追踪相机提供照明光源；经所述显示屏幕(4)发出的所述红外光及所述至少一种波段的可见光通过所述至少一个镜片(3)进行传输。2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述显示屏幕(4)包括多个显示像素，所述多个显示像素用于发出至少一种波段的可见光；所述显示屏幕(4)还包括多个红外发光像素(41)，用于发出红外光，所述多个红外发光像素(41)按照目标排列方式分布在所述多个显示像素之间。3.根据权利要求2所述的光学模组，其特征在于，所述多个显示像素包括红光像素、绿光像素及蓝光像素中的至少一种。4.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述显示屏幕(4)发出的光线的波长为800nm～1500nm。5.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组中最大镜片的口径D与所述光学模组的系统总长TTL的比值为：1.5≤D/TTL≤2.5。6.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组在最大视场下的相对照度≥80％。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括沿所述光轴(1)依次设置的偏振反射器...

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