光學模組、光學系統及顯示設備技術方案

本申請提供一種光學模組、光學系統及顯示設備，光學模組包括依次排布的第一透鏡、第二透鏡以及復合膜，第一透鏡包括彼此背離的第一入光面及第一出光面；第二透鏡包括彼此背離的第二入光面及第二出光面；第二入光面與第一出光面相對設置；復合膜包括偏振反射膜及相位延遲片，相位延遲片貼合至偏振反射膜，相位延遲片與第二出光面相對設置；其中，第一透鏡的主光軸與第二透鏡的主光軸位于同一直線；光線被復合膜反射，且依次經第二透鏡及第一透鏡后，部分光線被復合膜反射并射出。光束在光學模組內進行兩次反射折疊，從而縮短了顯示模組的長度，以解決現有的光學系統無法在體積小的情況下，兼顧視場角大以及成像清晰的技術問題。兼顧視場角大以及成像清晰的技術問題。兼顧視場角大以及成像清晰的技術問題。

【技術實現步驟摘要】
光學模組、光學系統及顯示設備


[0001]本申請涉及虛擬現實
，具體涉及一種光學模組、光學系統及顯示設備。

技術介紹

[0002]隨著虛擬現實技術的發展，虛擬現實設備的應用場景日益增多,其原理一般是利用光學技術將微型圖像顯示器發出的圖像光引導至使用者的瞳孔，在使用者的近目范圍實現虛擬成像。
[0003]虛擬現實設備被佩戴于使用者的頭部，其實現將微型圖像顯示在人眼前形成虛擬放大圖像的功能。用于顯示的光學系統是頭戴設備的核心，其直接影響頭戴設備的體積、重量以及視覺體驗等重要因素。現有技術中頭戴設備大部分使用菲涅爾透鏡的方式實現虛擬成像，使得頭戴設備的清晰度較差，同時其體積非常大，用戶體驗不好。還有一部分頭戴設備使用多組透鏡(通常在5組以上)實現虛擬成像，頭戴設備的清晰度非較好，但是由于鏡片數量多、重量大，并且其視場角只有50度，使得其沉浸感較差。

技術實現思路

[0004]本申請提供一種光學模組、光學系統及顯示設備，以解決現有的光學系統無法在體積小的情況下，兼顧視場角大以及成像清晰的技術問題。
[0005]本申請提供一種光學模組，包括依次排布第一透鏡、第二透鏡以及復合膜，第一透鏡包括彼此背離的第一入光面及第一出光面；第二透鏡包括彼此背離的第二入光面及第二出光面；第二入光面與第一出光面相對設置；復合膜包括偏振反射膜及相位延遲片，相位延遲片貼合至偏振反射膜，相位延遲片與第二出光面相對設置；其中，第一透鏡的主光軸與第二透鏡的主光軸位于同一直線；光線被復合膜反射，且依次經第二透鏡及第一透鏡后，部分光線被復合膜反射并射出。
[0006]可選的，第一透鏡為凹透鏡；第一入光面為凸面，第一出光面為凹面。
[0007]可選的，第二透鏡為凸透鏡，第二入光面與第二出光面均為凸面。
[0008]可選的，第一透鏡的焦距為f1，第二透鏡的焦距為f2，光學模組的總焦距為f；則
?
6.0<f1/f<
?
1.2，1.1<f2/f<5.0。
[0009]可選的，第一透鏡的厚度為t1，第二透鏡的厚度為t2，光學模組的總厚度為T，則3.0mm<t1<6.0mm，1.0mm<t2<4.0mm，且0.1<t1/T<0.3。
[0010]可選的，第一透鏡與第二透鏡在主光軸上的間隔為t3，則0.05mm<t3<5.0mm。
[0011]可選的，光學模組還包括平面玻璃，平面玻璃與第二出光面相對設置，且偏振反射膜貼合至平面玻璃。
[0012]可選的，第一入光面上設有分光膜層。
[0013]可選的，光學模組包括安裝支架，第一透鏡、第二透鏡及平面玻璃依次被安裝至安裝支架。
[0014]可選的，安裝支架包括環形框架以及三個環形卡槽，環形卡槽下凹于環形框架的
內側壁，三個環形卡槽依次為第一卡槽、第二卡槽及第三卡槽；其中，第一透鏡的邊緣處卡合至第一卡槽內；第二透鏡的邊緣處卡合至第二卡槽內；平面玻璃及復合膜的邊緣處卡合至第三卡槽內。
[0015]相應的，本申請還提供一種光學系統，其包括光學模組，該光學模組為上述任一項的光學模組。
[0016]可選的，光學系統還包括顯示屏，顯示屏與第一入光面相對設置，且其能夠沿第一透鏡的主光軸方向被移動。
[0017]可選的，顯示屏與第一透鏡之間的距離為t4，則8.0mm＜t4＜12.0mm；光學系統的屈光度數為
?
7D
?
0。
[0018]可選的，當顯示屏與第一透鏡之間的距離增加0.4mm
?
0.6mm時，光學系統的屈光度數增加1D；當顯示屏與第一透鏡之間的距離減小0.4mm
?
0.6mm時，光學系統的屈光度數減小1D。
[0019]相應的，本申請還提供一種顯示設備，其包括光學系統，該光學系統為上述任一項的光學系統。
[0020]本申請提供一種光學模組、光學系統及顯示設備，利用彎月形凹透鏡、雙凸透鏡以及復合膜的組合，使得光束在光學模組內進行兩次反射折疊，從而縮短了顯示模組的長度，使得顯示模組的結構更加緊湊、質量更輕；此外，由于彎月形凹透鏡的第一入光面朝向光束，雙凸透鏡的第二出光面朝向人眼，更有利于縮小光學模組的尺寸，使其在相同尺寸的情況下可以增大光學模組的有效視場角，同時改善光學模組的相差，有利于實現全畫幅均勻像質的高分辨率的光學效果，增強佩戴時的沉浸感和舒適度。
附圖說明
[0021]為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是本申請提供的光學系統的光路結構示意圖；
[0023]圖2是本申請提供的光學系統的調制傳遞函數圖；
[0024]圖3是本申請提供的光學系統的像散曲線圖和畸變曲線圖；
[0025]圖4是本申請提供的光學系統的結構示意圖。
[0026]附圖標記說明：
[0027]10、顯示屏；20、第一透鏡；21、第一入光面；22、第一出光面；30、第二透鏡；31、第二入光面；32、第二出光面；40、復合膜；50、平面玻璃；60、安裝支架；61、環形框架；62、第一卡槽；63、第二卡槽；64、第三卡槽；65、第四卡槽。
具體實施方式
[0028]下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施
例，都屬于本申請保護的范圍。此外，應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本申請，并不用于限制本申請。在本申請中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上”、“下”、“左”、“右”通常是指裝置實際使用或工作狀態下的上、下、左和右，具體為附圖中的圖面方向。
[0029]本申請提供一種光學模組、光學系統及顯示設備，以下分別進行詳細說明。需要說明的是，以下實施例的描述順序不作為對本申請實施例優選順序的限定。且在以下實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其它實施例的相關描述。
[0030]請參閱圖1
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圖4，本申請提供一種光學模組，其包括沿光路方向依次排布的第一透鏡20、第二透鏡30以及復合膜40，同時第一透鏡20的主光軸與第二透鏡30的主光軸位于同一直線。第一透鏡20包括第一入光面21及第一出光面22，其中第一入光面21朝向物方，第一出光面22朝向像方，本申請中第一透鏡20可以為彎月形凹透鏡。第一入光面21本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種光學模組，其特征在于，包括依次排布的：第一透鏡，所述第一透鏡包括第一入光面及第一出光面；第二透鏡，所述第二透鏡包括第二入光面及第二出光面；所述第二入光面與所述第一出光面相對設置；以及復合膜，所述復合膜包括偏振反射膜及相位延遲片，所述相位延遲片貼合至所述偏振反射膜，所述相位延遲片與所述第二出光面相對設置；其中，所述第一透鏡的主光軸與所述第二透鏡的主光軸位于同一直線；光線被所述復合膜反射，且依次經所述第二透鏡及所述第一透鏡后，部分光線被所述復合膜反射并射出。2.根據權利要求1所述的光學模組，其特征在于，所述第一透鏡為凹透鏡；所述第一入光面為凸面，所述第一出光面為凹面。3.根據權利要求1所述的光學模組，其特征在于，所述第二透鏡為凸透鏡，所述第二入光面與所述第二出光面均為凸面。4.根據權利要求1所述的光學模組，其特征在于，所述第一透鏡的焦距為f1，所述第二透鏡的焦距為f2，所述光學模組的總焦距為f；則
?
6.0<f1/f<
?
1.2，1.1<f2/f<5.0。5.根據權利要求1所述的光學模組，其特征在于，所述第一透鏡的厚度為t1，所述第二透鏡的厚度為t2，所述光學模組的總厚度為T，則3.0mm<t1<6.0mm，1.0mm<t2<4.0mm，且0.1<t1/T<0.3。6.根據權利要求5所述的光學模組，其特征在于，所述第一透鏡與所述第二透鏡在所述主光軸上的間隔為t3，則0.05mm<t3<5.0mm。7.根據權利要求1所述的光學模組，其特征在于，還包括：平面玻璃，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：聶紅星，龔敬劍，楊興，王瑞，
申請(專利權)人：深圳市TCL高新技術開發有限公司，
類型：發明
國別省市：