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依次设置的分光元件、第一相位延迟器及圆偏光偏振反射器；其中，所述圆偏光偏振反射器能够反射右旋或左旋圆偏振光，同时透过左旋或右旋圆偏振光；在所述圆偏光偏振反射器与所述第一相位延迟器之间设置有至少一个镜片，且/或，在所述第一相位延迟器与所述分光元件之间设置有至少一个镜片。本申请实施例提供了一种新型折叠光路的光学构架，整个光学模组中通过使圆偏光偏振反射器与分光元件实现光路折叠。偏振反射器与分光元件实现光路折叠。偏振反射器与分光元件实现光路折叠。

【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。传统VR设备中采用基于非球面镜片和菲涅尔镜片的光学构架，但具有系统的光学总长大的问题，不利于实现VR光学系统的小型化。

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依次设置的分光元件、第一相位延迟器及圆偏光偏振反射器；其中，所述圆偏光偏振反射器能够反射右旋或左旋圆偏振光，同时透过左旋或右旋圆偏振光；
[0005]在所述圆偏光偏振反射器与所述第一相位延迟器之间设置有至少一个镜片，且/或，在所述第一相位延迟器与所述分光元件之间设置有至少一个镜片。
[0006]可选地，所述光学模组还包括显示器，所述显示器位于所述分光元件背离所述第一相位延迟器的一侧。
[0007]可选地，所述光学模组还包括第一偏振器，所述第一偏振器位于所述分光元件与所述显示器之间，能用于将所述显示器发出的光线转变为线偏振光。
[0008]可选地，所述第一偏振器为线偏振器，且所述第一偏振器设于所述显示器的出光面。
[0009]可选地，所述光学模组还包括第二偏振器及第二相位延迟器，所述第二偏振器及所述第二相位延迟器设置在所述圆偏光偏振反射器背离所述第一相位延迟器的一侧，且所述第二相位延迟器位于所述第二偏振器与所述圆偏光偏振反射器之间。
[0010]可选地，所述第二偏振器为线偏振器，所述第二相位延迟器为四分之一波片；
[0011]所述第二偏振器的透过轴方向与所述第二相位延迟器的快轴或慢轴方向形成的夹角为45
°
。
[0012]可选地，所述光学模组包括第一镜片，且所述第一镜片位于所述分光元件与所述第一相位延迟器之间。
[0013]可选地，所述分光元件设于所述第一镜片靠近所述显示器的表面；
[0014]所述圆偏光偏振反射器及所述第一相位延迟器叠设并设置在所述第一镜片远离所述显示器的表面，且所述第一相位延迟器位于所述分光元件与所述圆偏光偏振反射器之间。
[0015]可选地，所述第二偏振器及所述第二相位延迟器为层叠设置，并设置在所述圆偏光偏振反射器背离所述第一相位延迟器的一侧；
[0016]所述第二偏振器、所述第二相位延迟器、所述圆偏光偏振反射器及所述第一相位延迟器依次叠设以形成叠合元件。
[0017]可选地，所述光学模组的光学总长TTL与最大尺寸镜片的光学口径D的比值满足：0.25≤TTL/D≤0.6。
[0018]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：
[0019]壳体；以及
[0020]如第一方面所述的光学模组。
[0021]本申请的有益效果为：
[0022]根据本申请实施例提供的光学模组，其主要由分光元件、至少一个相位延迟器及圆偏光偏振反射器组成，并在圆偏光偏振反射器与相位延迟器之间和/或相位延迟器与分光元件之间可以放置镜片，改变光线传输方向，实现成像，本申请实施例提供了一种新型的折叠光路光学构架，通过使用圆偏光偏振反射器和分光元件实现光路折叠，具有系统总长小的优点，利于实现光学模组的小型化设计。
[0023]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
[0024]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。
[0025]图1为本申请实施例提供的光学模组（不含镜片）的光学架构图之一；
[0026]图2为本申请实施例提供的光学模组（不含镜片）的光学结构图之二；
[0027]图3为本申请实施例提供的光学模组（含镜片）的光学结构图之三；
[0028]图4为本申请实施例提供的光学模组（含镜片）的光学结构图之四。
[0029]附图标记说明：
[0030]1、光轴；2、显示器；3、第一偏振器；4、分光元件；5、第一相位延迟器；6、圆偏光偏振反射器；7、第二相位延迟器；8、第二偏振器；9、第一镜片；01、光线；02、光阑。
具体实施方式
[0031]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。
[0032]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。
[0033]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。
[0034]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。
[0035]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。
[0036]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。
[0037]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。
[0038]本申请实施例提供的光学模组，参见图1，所述光学模组包括沿同一光轴依次设置的分光元件4、第一相位延迟器5及圆偏光偏振反射器6；其中，所述圆偏光偏振反射器6能够反射右旋或左旋圆偏振光，同时透过左旋或右旋圆偏振光；在所述圆偏光偏振反射器6与所述第一相位延迟器5之间设置有至少一个镜片，且/或，在所述第一相位延迟器5与所述分光元件4之间设置有至少一个镜片，参见图3。
[0039]根据上述实施例提供的光学模组，参见图1及图3，其主要由上述的分光元件4、第一相位延迟器5及圆偏光偏振反射器6组成，并在圆偏光偏振反射器6与第一相位延迟器5之间，和/或第一相位延迟器5与分光元件4之间可以放置一个或多个镜片，改变光线传输方向，使光线在分光元件4与圆偏光偏振反射器6之间折返，实现成像。本申请实施例提供了一种新型的折叠光路光学构架，通过使用圆偏光偏振反射器6和分光元件4实现光路折叠，形成的光学模组具有系统总长小的优点，从而利于实现光学模组的小型化设计。
[0040]根据本申请实施例提供的光学模组，设计了圆偏光偏振反射器6在折叠光路方案中应用，其替代了传统折叠光路中用到的偏振反射膜材。传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学模组，其特征在于，包括沿同一光轴（1）依次设置的分光元件（4）、第一相位延迟器（5）及圆偏光偏振反射器（6）；其中，所述圆偏光偏振反射器（6）能够反射右旋或左旋圆偏振光，同时透过左旋或右旋圆偏振光；在所述圆偏光偏振反射器（6）与所述第一相位延迟器（5）之间设置有至少一个镜片，且/或，在所述第一相位延迟器（5）与所述分光元件（4）之间设置有至少一个镜片。2.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（2），所述显示器（2）位于所述分光元件（4）背离所述第一相位延迟器（5）的一侧。3.根据权利要求2所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括第一偏振器（3），所述第一偏振器（3）位于所述分光元件（4）与所述显示器（2）之间，能用于将所述显示器（2）发出的光线转变为线偏振光。4.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述第一偏振器（3）为线偏振器，且所述第一偏振器（3）设于所述显示器（2）的出光面。5.根据权利要求2
‑
4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第二偏振器（8）及第二相位延迟器（7），所述第二偏振器（8）及所述第二相位延迟器（7）设置在所述圆偏光偏振反射器（6）背离所述第一相位延迟器（5）的一侧，且所述第二相位延迟器（7）位于所述第二偏振器（8）与所述圆偏光偏振反射器（6）之间。6.根据权利要求5所述的光学模组，其特征在于...

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