光学模组和头戴显示设备制造技术

本发明专利技术公开一种光学模组，光学模组包括显示器、胶合透镜以及光学膜，显示器用于发射用于成像显示的光线；胶合透镜包括第一透镜和第二透镜，第一透镜设于显示器的出光侧，第一透镜具有第一表面、第二表面以及第三表面，第一表面设于第一透镜面向显示器的一侧，并位于第二表面和第三表面之间；第二透镜设于第三表面；光学膜包括第一光学膜和第二光学膜，第一光学膜设于第二表面，并用于将入射第一表面的光线至少部分反射至第三表；第二光学膜包括设于第三表面和第二透镜之间的四分之一波片和偏振反射膜，四分之一波片位于第三表面和偏振反射膜之间。本发明专利技术提出的光学模组的光路光程更短，能够缩减采用本光学模组的头戴显示设备的体积。的体积。的体积。

【技术实现步骤摘要】
光学模组和头戴显示设备


[0001]本专利技术涉及光学显示
，特别涉及一种光学模组和头戴显示设备。

技术介绍

[0002]随着光学设计及加工技术、显示技术及处理器的发展和升级，VR(VirtualReality、虚拟现实)、AR(Augmented Reality、增强现实)等头戴显示产品的形态和种类层出不穷，他们的应用领域也愈加广泛。
[0003]在相关技术中，头戴显示产品的光学模组位于显示器和用户的眼部之间，光学模组包括若干光学镜片，这些光学镜片对显示器显示的图像进行多次折射和反射，以放大显示器显示的图像，使人眼能够观察到经过光学模组放大后的图像。在上述过程中，头戴显示产品内光路的光程较长，整个头戴显示产品由人眼侧到显示器侧的厚度较大，导致头戴显示产品具有较大的体积，给用户穿戴产品带来更大负担。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提出一种光学模组，旨在减小光学模组内光路的光程，缩减采用本光学模组的头戴显示设备的体积。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出了一种光学模组，所述光学模组包括：
[0006]显示器，所述显示器用于发射用于成像显示的光线；
[0007]胶合透镜，所述胶合透镜包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜设于所述显示器的出光侧，所述第一透镜具有第一表面、第二表面以及第三表面，所述第一表面设于所述第一透镜面向所述显示器的一侧，并位于所述第二表面和所述第三表面之间；所述第二透镜设于所述第三表面；及
[0008]光学膜，所述光学膜包括第一光学膜和第二光学膜，所述第一光学膜设于所述第二表面，并用于将入射所述第一表面的光线至少部分反射至所述第三表；所述第二光学膜包括设于所述第三表面和所述第二透镜之间的四分之一波片和偏振反射膜，所述四分之一波片位于所述第三表面和所述偏振反射膜之间。
[0009]在本专利技术的一实施例中，所述第一表面倾斜设置，所述第一表面和所述第三表面为平面，所述第一表面所在的平面和所述第三表面所在的平面所呈的夹角α为钝角。
[0010]在本专利技术的一实施例中，所述第一表面至少部分朝向背离所述显示器的方向内凹，以使透过所述第一表面的光线在所述第二表面上汇聚。
[0011]在本专利技术的一实施例中，所述第二表面为弧面，所述第二表面朝向背离所述第三表面的方向凸起。
[0012]在本专利技术的一实施例中，所述第二表面为朝向背离所述第一表面的方向凸起的非球面。
[0013]在本专利技术的一实施例中，所述第一透镜靠近所述显示器一端的厚度大于所述第一透镜远离所述显示器一端的厚度。
[0014]在本专利技术的一实施例中，所述第二透镜具有面向所述第一透镜的第四表面和背向所述第一透镜的第五表面；
[0015]所述第四表面与所述第三表面胶合，所述四分之一波片和所述偏振反射膜位于所述第四表面和所述第三表面之间。
[0016]在本专利技术的一实施例中，所述第三表面部分朝向背离所述第二透镜的方向内凹形成凹部，所述第二透镜容纳并限位于所述凹部内。
[0017]在本专利技术的一实施例中，所述第三表面部分朝向背离所述第二透镜的方向内凹形成凹部；
[0018]所述第四表面至少部分容纳于所述凹部内，或所述第四表面朝向背离所述第三表面的方向内凹。
[0019]在本专利技术的一实施例中，所述第五表面与所述第三表面齐平；
[0020]或，所述第五表面朝向背离所述第三表面的方向凸起；
[0021]或，所述第五表面向朝向所述第三表面的方向内凹。
[0022]在本专利技术的一实施例中，所述第二光学膜还包括偏振膜；
[0023]所述偏振膜设于所述第二透镜和所述偏振反射膜之间。
[0024]此外，本专利技术还提出一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括：
[0025]壳体；和
[0026]上述的光学模组，所述光学模组设于所述壳体，所述光学模组的第一光学膜为全反射膜或半透半反膜。
[0027]本专利技术技术方案通过使显示器发射的圆偏振光入射第一透镜的第一表面，进入第一透镜的光线经由第一表面传播至第二表面，光线在第二表面上的第一光学膜作用下至少部分反射至第三表面，反射至第三表面的光线先经过四分之一波片，并在四分之一波片的作用下改变偏振方向转变为线偏振光，线偏振光再射向偏振反射膜，此时线偏振光的偏振方向与偏振反射膜的透射方向垂直，线偏振光在偏振反射膜作用下反射回第二表面，并在第二表面上的第一光学膜片的作用下至少部分反射至第三表面。反射至第三表面的线偏振光入射四分之一波片，并在四分之一波片的作用下再次改变偏振方向后射向偏振反射膜。此时，线偏振光的偏振方向与偏振反射膜的透射方向相同，线偏振光透过偏振反射膜和第二透镜进入人眼，使用户能够观察到显示器显示的图像。根据以上本光学模组内光路的传播过程可知，显示器发射的光线将在第一透镜的第二表面和第三表面之间发生来回反射，一方面能够利用第一光学膜改变光路传播角度，对显示器显示的图像进行放大传播，使用户能够观察到合适大小的图像；另一方面可使光路在第二透镜内折叠，从而能够压缩光路光程，降低光路总长，有利于缩减采用本光学模组的头戴显示设备的体积，提升用户的穿戴体验。
附图说明
[0028]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。
[0029]图1为本专利技术光学模组的结构示意图；
[0030]图2为图1中光学模组的部分爆炸图；
[0031]图3为图1中光学模组的部分结构示意图；
[0032]图4为本专利技术第一实施例中光学模组的结构示意图；
[0033]图5为本专利技术第二实施例中光学模组的结构示意图；
[0034]图6为本专利技术第三实施例中光学模组的结构示意图；
[0035]图7为本专利技术第四实施例中光学模组的结构示意图；
[0036]图8为本专利技术第五实施例中光学模组的结构示意图；
[0037]图9为本专利技术第六实施例中光学模组的结构示意图；
[0038]图10为本专利技术光学模组的点列图；
[0039]图11为本专利技术光学模组的场区和畸变图；
[0040]图12为本专利技术光学模组的色差图。
[0041]附图标号说明：
[0042]标号名称标号名称1显示器221第四表面2胶合透镜222第五表面21第一透镜3第一光学膜211第一表面4第二光学膜212第二表面41四分之一波片213第三表面42偏振反射膜213a凹部43偏振膜22第二透镜5人眼
[0043]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
[0044]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：显示器，所述显示器用于发射用于成像显示的光线；胶合透镜，所述胶合透镜包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜设于所述显示器的出光侧，所述第一透镜具有第一表面、第二表面以及第三表面，所述第一表面设于所述第一透镜面向所述显示器的一侧，并位于所述第二表面和所述第三表面之间；所述第二透镜设于所述第三表面；及光学膜，所述光学膜包括第一光学膜和第二光学膜，所述第一光学膜设于所述第二表面，并用于将入射所述第一表面的光线至少部分反射至所述第三表；所述第二光学膜包括设于所述第三表面和所述第二透镜之间的四分之一波片和偏振反射膜，所述四分之一波片位于所述第三表面和所述偏振反射膜之间。2.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一表面倾斜设置，所述第一表面所在的平面和所述第三表面所在的平面所呈的夹角α为钝角。3.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一表面至少部分朝向背离所述显示器的方向内凹，以使透过所述第一表面的光线在所述第二表面上汇聚。4.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第二表面为弧面，所述第二表面朝向背离所述第三表面的方向凸起。5.如权利要求4所述的光学模组，其特征在于，所述第二表面为朝向背离所述第一表面的方向凸起的非球面。6.如权利要求4所述的光学模组，其特征在于...

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