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：显示屏幕，所述显示屏幕的尺寸为D1；透镜组，所述透镜组包括至少一个透镜；所述光学模组还包括偏振元件、分光元件和相位延迟器，所述偏振元件的有效口径为B1；在所述透镜组中透镜的任一侧设置有所述偏振元件、所述分光元件和所述相位延迟器；所述偏振元件至所述显示屏幕的距离为L1；其中所述光学模组满足于：

【技术实现步骤摘要】
光学模组以及头戴显示设备


[0001]本申请实施例涉及近眼显示成像
，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]近年来，增强现实(Augmented Reality，AR)技术及虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术等在例如智能穿戴设备中得到了应用并快速发展起来。增强现实技术和虚拟现实技术的核心部件均是光学模组。光学模组显示图像效果的好坏将直接决定着智能穿戴设备的质量。
[0003]当前的VR设计方案中，使用的屏幕主要有LCD和OLED等，这类屏幕普遍存在随着观察角度的变化，图像亮度也随之变化的问题，具体地，随着观察角度的增大，图像亮度随之减小。
[0004]当此类屏幕用于VR光学模组时，使用者在观察不同视角下的图像时，由于不同视角下入射光线角度的不同，屏幕自身的亮度随观察角度变化而变化，图像的亮度也会随屏幕自身的亮度而变化，导致图像的相对亮度发生强烈对比。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种光学模组以及头戴显示设备的新技术方案。
[0006]第一方面，本申请提供了一种光学模组，所述光学模组包括：
[0007]显示屏幕，所述显示屏幕的尺寸为D1；
[0008]透镜组，所述透镜组包括至少一个透镜；
[0009]所述光学模组还包括偏振元件、分光元件和相位延迟器，所述偏振元件的有效口径为B1；在所述透镜组中透镜的任一侧设置有所述偏振元件、所述分光元件和所述相位延迟器；
[0010]所述偏振元件至所述显示屏幕的距离为L1；
[0011]其中所述光学模组满足于：
‑
0.2＜(B1/2
‑
D1/2)/L1＜0.8。
[0012]可选地，所述光学模组满足于：
‑
0.05＜(B1/2
‑
D1/2)/L1＜0.8。
[0013]可选地，所述光学模组满足于：7.5＜β＜19，其中β为视场放大率。
[0014]可选地，所述透镜组包括与所述显示屏幕相邻设置的透镜，所述透镜具有朝向所述显示屏幕的表面，所述分光元件位于所述表面的一侧。
[0015]可选地，在所述透镜组背离所述显示屏幕的一侧设置有所述偏振元件；或者
[0016]所述透镜组包括至少两个透镜，至少两个透镜包括最靠近人眼侧的第一透镜，其中所述第一透镜具有背离人眼设置的表面，所述偏振元件位于所述表面的一侧。
[0017]可选地，所述相位延迟器包括第一相位延迟器，在所述透镜组背离所述显示屏幕的一侧设置有所述第一相位延迟器，并且所述第一相位延迟器相对于所述偏振元件更靠近显示屏幕设置；
[0018]所述透镜组包括至少两个透镜，至少两个透镜包括最靠近人眼侧的第一透镜，其中所述第一透镜具有背离人眼设置的表面，所述第一相位延迟器位于所述表面的一侧，并且所述第一相位延迟器相对于所述偏振元件更远离所述第一透镜设置。
[0019]可选地，所述相位延迟器还包括第二相位延迟器，所述透镜组包括与所述显示屏幕相邻设置的透镜，所述透镜具有朝向所述显示屏幕的表面，所述第二相位延迟器位于所述表面的一侧，所述第二相位延迟器相对于所述分光元件更靠近显示屏幕设置。
[0020]可选地，所述透镜组包括与所述显示屏幕相邻设置的透镜，所述透镜的光焦度为正。
[0021]可选地，所述偏振元件至所述显示屏幕的距离满足于：10mm＜L1＜35mm。
[0022]可选地，所述偏振元件的有效口径满足于：30mm＜B1＜55mm。
[0023]可选地，所述光学模组的视场角范围为80
°
≤FOV≤120
°
。
[0024]可选地，所述光学模组的有效焦距范围为：14mm＜F＜38.5mm。
[0025]第二方面，提供了一种头戴显示设备。头戴显示设备包括：
[0026]壳体；以及
[0027]如第一方面所述的光学模组。
[0028]根据本申请的实施例，通过限定光学模组中设置有偏振元件的有效口径与显示屏幕的尺寸两者的差值，与偏振元件至显示屏幕的距离的比值关系，可以实现使用者在观察不同视角下的图像时，图像的相对亮度差异性小，提升了用户视觉观看体验效果。
[0029]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
[0030]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。
[0031]图1所示为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图一。
[0032]图2所示为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图二。
[0033]图3所示为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图三。
[0034]附图标记说明：
[0035]1、显示屏幕；2、透镜组；21、第一透镜；22、第二透镜；23、第三透镜；3、偏振元件；4、光阑、5、分光元件；6、第一相位延迟器。
具体实施方式
[0036]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。
[0037]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。
[0038]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。
[0039]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。
[0040]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。
[0041]在现有技术中，针对显示屏幕的亮度会跟随使用者的观察角度变化而变化这一问题。目前主要是通过软件对显示屏幕的局部区域进行亮度调整，或者对显示屏幕的内部结构进行改进，才能满足合适的相对亮度要求。但是现有的方式增加了系统能耗和设计成本。
[0042]基于上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种光学模组，所述光学模组为一种折叠光路光学结构设计，其可以包含至少一个光学镜片，可适合应用于头戴显示设备(head mounted display，HMD)中例如，VR头戴设备，如可以包括VR眼镜或者VR头盔等产品，本申请实施例中对此不做具体限制。
[0043]下面结合附图1至图3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。
[0044]本申请实施例提供了一种光学模组，如图1至图3所示，所述光学模组包括：显示屏幕1，透镜组2、偏振元件3、分光元件5和相位延迟器。
[0045]所述显示屏幕1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：显示屏幕(1)，所述显示屏幕(1)的尺寸为D1；透镜组(2)，所述透镜组(2)位于所述显示屏幕(1)的出光面一侧，所述透镜组(2)包括至少一个透镜；所述光学模组还包括偏振元件(3)、分光元件(5)和相位延迟器，其中所述偏振元件(3)的有效口径为B1；在所述透镜组(2)中透镜的任一侧设置有所述偏振元件(3)、所述分光元件(5)和所述相位延迟器；所述偏振元件(3)至所述显示屏幕(1)的距离为L1；其中所述光学模组满足于：
‑
0.2＜(B1/2
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D1/2)/L1＜0.8。2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组满足于：
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0.05＜(B1/2
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D1/2)/L1＜0.8。3.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组满足于：7.5＜β＜19，其中β为视场放大率。4.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述透镜组(2)包括与所述显示屏幕(1)相邻设置的透镜，所述透镜具有朝向所述显示屏幕(1)的表面，所述分光元件(5)位于所述表面的一侧。5.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，在所述透镜组(2)背离所述显示屏幕(1)的一侧设置有所述偏振元件(3)；或者所述透镜组(2)包括至少两个透镜，至少两个透镜包括最靠近人眼侧的第一透镜(21)，其中所述第一透镜(21)具有背离人眼设置的表面，所述偏振元件(3)位于所述表面的一侧。6.根据权利要求1或5所述的光学模组，其特征在于，所述相位延迟器包括第一相位延迟器(6)，在所述透镜组(2)背离所述显示屏幕(1)的...

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