光学镜组、光学系统和头戴显示设备技术方案

本发明专利技术公开了一种光学镜组、光学系统和头戴显示设备，光学镜组包括：透镜本体包括光线入射的入光面和光线出射的出光面，半反半透膜设于入光面，偏振转换器件设于出光面，偏振反射器件设于偏振转换器件背离透镜本体的一侧，偏振反射器件包括第一偏振反射件和第二偏振反射件，第一偏振反射件和第二偏振反射件沿光线的传播方向依次设置，第一偏振反射件的表面包括第一区域和第二区域，第一区域透射第一偏振态的光线，第二区域反射第一偏振态的光线透射第二偏振态的光线，第二偏振反射件反射第二偏振态的光线透射第一偏振态的光线。本发明专利技术的技术方案能够有效减小头戴显示设备的体积，方便用户使用穿戴。

【技术实现步骤摘要】
光学镜组、光学系统和头戴显示设备
本专利技术涉及光学显示
，尤其涉及一种光学镜组、光学系统和头戴显示设备。
技术介绍
头戴显示(Headmounteddisplay)设备是一种能够提供身临其境体验的电子产品，目前头戴显示设备的显示原理包括虚拟现实(VirtualReality)技术、增强现实(AugmentedReality)技术以及混合现实(MixedReality)技术。而头戴显示设备需要将光线准确的在人眼位置成像显示，光线需要经过足够的光程，为此头戴显示设备需要有足够的光路传播空间，由此导致头戴显示设备的体积较大，不便于用户使用穿戴。
技术实现思路
基于此，针对现有头戴显示设备的体积较大，不便于用户使用穿戴的问题，有必要提供一种光学镜组、光学系统和头戴显示设备，旨在减小头戴显示设备的体积，方便用户使用穿戴。为实现上述目的，本专利技术提出的一种光学镜组，所述光学镜组包括：透镜本体，所述透镜本体包括光线入射的入光面和光线出射的出光面；半反半透膜，所述半反半透膜设于所述入光面；偏振转换器件，所述偏振转换器件设于所述出光面；以及偏振反射器件，所述偏振反射器件设于所述偏振转换器件背离所述透镜本体的一侧，所述偏振反射器件包括第一偏振反射件和第二偏振反射件，所述第一偏振反射件和所述第二偏振反射件沿光线的传播方向依次设置；光线在经过所述偏振转换器件后具有第一偏振态或第二偏振态，所述第一偏振反射件的表面包括第一区域和第二区域，所述第一区域透射第一偏振态的光线，所述第二区域反射第一偏振态的光线，并透射第二偏振态的光线，所述第二偏振反射件反射第二偏振态的光线，并透射第一偏振态的光线。可选地，所述第一区域设有若干，所述第二区域设有若干，所述第一区域与所述第二区域分布于所述第一偏振反射件的表面。可选地，所述第一区域和所述第二区域依次交替排列。可选地，所述第一区域和/或所述第二区域均匀的分布于所述第一偏振反射件的表面。可选地，所述第一区域占据的面积与所述第二区域占据的面积相同。可选地，所述第一区域和所述第二区域为方形。可选地，所述偏振转换器件为四分之一波片，所述第一偏振反射件和所述第二偏振反射件均为偏振反射膜层。可选地，所述光学镜组还包括杂散光消除件，所述杂散消除件设于所述偏振反射器件背离所述透镜本体的一侧。可选地，所述杂散消除件为偏振片，所述偏振片具有透射方向，所述偏振片的透射方向与第一偏振态的光线振动方向相同。此外，为了实现上述目的，本专利技术还提供一种光学系统，所述光学系统包括显示器和如上文所述的光学镜组，所述显示器发射光线，所述光学镜组接收所述显示器发射的光线，所述光学系统的总长度小于6mm。可选地，所述光学系统还包括四分之一波片，所述四分之一波片设于所述显示器的出光面。此外，为了实现上述目的，本专利技术还提供一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括外壳和如上文所述光学镜组，所述光学镜组设于所述外壳。本专利技术提出的技术方案中，光线射向成透镜本体时，光线首先经过半反半透膜，一部分光线反射，另一部分光线透射。透射半反半透膜的光线穿过透镜本体。光线射向偏振转换器件，光线的偏振状态转换为第一偏振态，第一偏振态的光线射向第一偏振反射件。在第一偏振反射件的第二区域第一偏振态的光线反射。反射的第一偏振态的光线射向半反半透膜，在半反半透膜的作用下，发生透射和反射现象，反射的光线再次射向偏振转换器件，光线的偏振状态转换为第二偏振态。第二偏振态的光线在第一偏振反射件的第一区域和第二区域均发生透射，透射的第二偏振态的光线射向第二偏振反射件。由于第二偏振反射件反射第二偏振态的光线，并透射第一偏振态的光线，因此，在第二偏振态的光线在射向第二偏振反射件时发生反射。反射的第二偏振态光线透射第一偏振反射件和偏振转换器件，经过半反半透膜时再次发生反射，反射的光线再次经过偏振转换器件时，第二偏振态的光线转化为第一偏振态，第一偏振态的光线在经过第一偏振反射的第一区域时透射，经过第二偏振反射件也发生透射，由此，透射的第一偏振态的光线在人眼位置显示成像。在第一偏振反射件和第二偏振反射件的作用下，光线发生了两次折反射，从而在较小的范围内满足了光程要求，进而缩小了头戴显示设备的体积，方便用户使用穿戴。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术光学镜组的结构示意图；图2为图1中光学镜组的出光面的光学器件的结构示意图；图3为图2中第一偏振反射件的结构示意图；图4为本专利技术光学镜组的调制传递函数图；图5为本专利技术光学镜组的点列图；图6为本专利技术光学镜组的场曲与畸变图；图7为本专利技术光学镜组的色差图；图8为本专利技术光学镜组的相对照度图。附图标号说明：本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。在相关头戴显示的
中，光线需要经过足够的光程，通过足够的光程，光线经过传递后，在人眼位置显示成像。但是光线的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学镜组，其特征在于，所述光学镜组包括：/n透镜本体，所述透镜本体包括光线入射的入光面和光线出射的出光面；/n半反半透膜，所述半反半透膜设于所述入光面；/n偏振转换器件，所述偏振转换器件设于所述出光面；以及/n偏振反射器件，所述偏振反射器件设于所述偏振转换器件背离所述透镜本体的一侧，所述偏振反射器件包括第一偏振反射件和第二偏振反射件，所述第一偏振反射件和所述第二偏振反射件沿光线的传播方向依次设置；/n光线在经过所述偏振转换器件后具有第一偏振态或第二偏振态，所述第一偏振反射件的表面包括第一区域和第二区域，所述第一区域透射第一偏振态的光线，所述第二区域反射第一偏振态的光线，并透射第二偏振态的光线，所述第二偏振反射件反射第二偏振态的光线，并透射第一偏振态的光线。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学镜组，其特征在于，所述光学镜组包括：
透镜本体，所述透镜本体包括光线入射的入光面和光线出射的出光面；
半反半透膜，所述半反半透膜设于所述入光面；
偏振转换器件，所述偏振转换器件设于所述出光面；以及
偏振反射器件，所述偏振反射器件设于所述偏振转换器件背离所述透镜本体的一侧，所述偏振反射器件包括第一偏振反射件和第二偏振反射件，所述第一偏振反射件和所述第二偏振反射件沿光线的传播方向依次设置；
光线在经过所述偏振转换器件后具有第一偏振态或第二偏振态，所述第一偏振反射件的表面包括第一区域和第二区域，所述第一区域透射第一偏振态的光线，所述第二区域反射第一偏振态的光线，并透射第二偏振态的光线，所述第二偏振反射件反射第二偏振态的光线，并透射第一偏振态的光线。


2.如权利要求1所述的光学镜组，其特征在于，所述第一区域设有若干，所述第二区域设有若干，所述第一区域与所述第二区域分布于所述第一偏振反射件的表面。


3.如权利要求2所述的光学镜组，其特征在于，所述第一区域和所述第二区域依次交替排列。


4.如权利要求2所述的光学镜组，其特征在于，所述第一区域和/或所述第二区域均匀的分布于所述第一偏振反射件的表面。


5.如权利要求1所述的光学镜组，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：史柴源，宋文宝，胡惠惠，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37