光学模组及头戴显示设备制造技术

本发明专利技术公开了一种光学模组及头戴显示设备，所述光学模组包括依序设置的第四透镜、第三透镜、第二透镜、偏振反射膜、第一四分之一波片、第一透镜；所述第一透镜远离所述第二透镜的一侧设有分光元件；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜及所述第四透镜中相邻两个透镜之间具有空气间隙。本发明专利技术的技术方案中，通过相邻两个透镜间空气间隙的分布，间接控制空气间隙左右两个表面的面型结构，有利于改善像差，尤其是对色差的校正，从而实现高分辨率成像。成像。成像。

【技术实现步骤摘要】
光学模组及头戴显示设备


[0001]本专利技术涉及头戴显示
，更具体地，涉及一种光学模组及头戴显示设备。

技术介绍

[0002]随着头戴显示设备的发展，对头戴显示设备增加的功能越来越多，现有的技术不能满足功能需求，无法达到更优的效果。
[0003]头戴显示设备实现的功能需要配置相应部件，为了满足成像需求，造成现有技术中的头戴显示设备体积过大，浪费了过多的空间。
[0004]因此，需要提供一种新的技术方案，以解决现有上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是提供一种光学模组及头戴显示设备的新技术方案。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种光学模组，所述光学模组包括依序设置的第四透镜、第三透镜、第二透镜、偏振反射膜、第一四分之一波片、第一透镜；
[0007]所述第一透镜远离所述第二透镜的一侧设有分光元件；
[0008]所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜及所述第四透镜中相邻两个透镜之间具有空气间隙。
[0009]可选地，所述第一透镜和所述第二透镜之间具有第一空气间隙d
12
，所述第二透镜和所述第三透镜之间具有第二空气间隙d
23
，所述第三透镜和所述第四透镜之间具有第三空气间隙d
34
，则满足：d
12
<1mm，d
23
<0.5mm，d
34
<0.3mm。
[0010]可选地，所述第一空气间隙的形状呈两边掉落形状且掉落落差为Δ
12
，所述第二空气间隙的形状呈抛物线形状且掉落落差为Δ
23
，所述第三空气间隙的形状呈M形状且掉落落差为Δ
34
，则满足：Δ
12
>0.2mm，Δ
23
>0.1mm，Δ
34
>0.1mm。
[0011]可选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的折射率范围在1.45～1.60之间。
[0012]可选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的色散系数范围在20～75之间。
[0013]可选地，所述光学模组还包括偏振膜，所述偏振膜设于所述第二透镜和所述偏振反射膜之间。
[0014]可选地，所述第一四分之一波片、所述偏振反射膜和所述偏振膜均为膜层结构，且所述第一四分之一波片、所述偏振反射膜和所述偏振膜合成一整体膜层。
[0015]可选地，所述光学模组还包括显示器；
[0016]所述显示器用于产生圆偏振光、椭圆偏振光或线偏振光；
[0017]当所述显示器用于产生线偏振光时，所述光学模组还包括设置于所述分光元件与所述显示器之间的第二四分之一波片，所述第二四分之一波片用于将所述显示器发射的线偏振光转换成圆偏振光或椭圆偏振光。
[0018]可选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的所有表面均为非球面。
[0019]可选地，定义所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的中心厚度分别为T1、T2、T3、T4，则满足：
[0020]3mm<T1<8mm，3mm<T2<5mm，3mm<T3<5mm，3mm<T4<5mm。
[0021]根据本专利技术的第二方面，提供了一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括壳体和如第一方面中任一项所述光学模组，所述光学模组设于所述壳体。
[0022]根据本公开的一个实施例，在本公开的方案中，光线射向分光元件，一部分光线透过分光元件，另一部分光线反射，透过分光元件的光线透过第一透镜射向第一四分之一波片，光线变为线偏振光，线偏振光再射向偏振发射膜，此时线偏振光的振动方向与偏振反射膜的透过方向不同，光线被反射，反射的光线再次经过第一四分之一波片，线偏振光变为圆偏振光，光线透过第一透镜射向分光元件，光线被分光元件反射后透过第一透镜并射向第一四分之一波片，圆偏振光变为线偏振光，线偏振光射向偏振反射膜，此时线偏振光的振动方向与偏振反射膜的透过方向相同，光线透过偏振反射膜，接着通过第二透镜、第三透镜和第四透镜射向人眼所处的成像位置。此外，搭配第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中相邻两个透镜之间具有的空气间隙，能够间接控制空气间隙左右两个表面的面型结构，有利于改善像差，尤其是对色差的校正，从而实现高分辨率成像。
[0023]通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术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专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。
[0025]图1是本公开一个实施例中的光学模组的结构示意图之一。
[0026]图2是本公开一个实施例中的第一透镜与第二透镜所在位置的局部放大图。
[0027]图3是本公开一个实施例中第一透镜与第二透镜之间的第一间隙的厚度变化图。
[0028]图4是本公开一个实施例中第二透镜与第三透镜之间的第二间隙的厚度变化图。
[0029]图5是本公开一个实施例中第三透镜与第四透镜之间的第三间隙的厚度变化图。
[0030]图6是本公开一个实施例中的光学模组的调制传递函数图之一。
[0031]图7是本公开一个实施例中的光学模组的点列图之一。
[0032]图8是本公开一个实施例中的光学模组的垂轴色差图之一。
[0033]图9是本公开一个实施例中的光学模组的结构示意图之二。
[0034]图10是本公开一个实施例中的光学模组的调制传递函数图之二。
[0035]图11是本公开一个实施例中的光学模组的点列图之二。
[0036]图12是本公开一个实施例中的光学模组的垂轴色差图之二。
[0037]图13是本公开一个实施例中的光学模组的结构示意图之三。
[0038]图14是本公开一个实施例中的光学模组的调制传递函数图之三。
[0039]图15是本公开一个实施例中的光学模组的点列图之三。
[0040]图16是本公开一个实施例中的光学模组的垂轴色差图之三。
[0041]附图标记说明：
[0042]1、显示器；2、第一透镜；21、第一表面；22、第二表面；3、第二透镜；31、第三表面；323、第四表面；4、第三透镜；41、第五表面；42、第六表面；33、四分之一波片；34、偏振反射膜；35、偏振膜；5、第四透镜；51、第七表面；52、第八表面；6、人眼。
具体实施方式
[0043]现在将参照附图来详细描述本专利技术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，所述光学模组包括依序设置的第四透镜、第三透镜、第二透镜、偏振反射膜、第一四分之一波片、第一透镜；所述第一透镜远离所述第二透镜的一侧设有分光元件；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜及所述第四透镜中相邻两个透镜之间具有空气间隙。2.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜之间具有第一空气间隙d
12
，所述第二透镜和所述第三透镜之间具有第二空气间隙d
23
，所述第三透镜和所述第四透镜之间具有第三空气间隙d
34
，则满足：d
12
<1mm，d
23
<0.5mm，d
34
<0.3mm。3.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一空气间隙的形状呈两边掉落形状且掉落落差为Δ
12
，所述第二空气间隙的形状呈抛物线形状且掉落落差为Δ
23
，所述第三空气间隙的形状呈M形状且掉落落差为Δ
34
，则满足：Δ
12
>0.2mm，Δ
23
>0.1mm，Δ
34
>0.1mm。4.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的折射率范围在1.45～1.6...

【专利技术属性】
技术研发人员：史柴源，
申请(专利权)人：青岛歌尔声学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：