光學模組、光學器件及顯示設備制造技術

本申請提供一種光學模組、光學器件及顯示設備，所述光學模組包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第一分光膜層以及第二分光膜層，第一透鏡包括第一出光面及第一入光面；第二透鏡包括第二出光面及第二入光面，并均為凸面；第三透鏡包括第三出光面及第三入光面；第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡的主光軸位于同一直線上；第一分光膜層設于第一入光面表面；第二分光膜層設于第三入光面表面；當第三入光面與一光源相對設置時，所述光源發出的部分光線被第一分光膜層及第二分光膜層反射，且依次經過所述第三透鏡、所述第二透鏡及所述第一透鏡射出。本申請在保證顯示設備的清晰度的同時，還能使VR眼鏡整體輕薄，減少占用的空間和重量。減少占用的空間和重量。減少占用的空間和重量。

【技術實現步驟摘要】
光學模組、光學器件及顯示設備


[0001]本申請涉及可穿戴顯示設備的
，尤其涉及一種用于VR眼鏡的光學模組、光學器件及顯示設備。

技術介紹

[0002]虛擬現實頭戴式顯示設備，通常被稱為VR眼鏡或VR頭顯，其顯示原理是左右眼屏幕分別顯示左右眼的圖像，人眼獲取這種帶有差異的信息后在腦海中產生立體感。
[0003]市面上大多數VR眼鏡都采用透鏡折射方案，其光學模組中含菲涅爾鏡片或者非球面透鏡，其光路原理普遍為顯示屏發出的光經過光學模組進入人眼，形成放大的虛像，其光路原理類似于放大鏡。
[0004]傳統的VR眼鏡初期采用非球面鏡片作為光學模組，由一片鏡片承擔所有的光焦度，為了滿足焦距的要求，會導致鏡片彎曲度較大，為了保證鏡片邊緣的厚度，鏡片需要加厚較多，導致VR眼鏡重量增大，導致VR的眼鏡長度和體積超標，用戶戴在頭上舒適度較差，容易疲勞，用戶體驗較差。
[0005]如今的VR眼鏡大多采用菲涅爾鏡片作為光學模組，既可以滿足焦距的要求，又可以將鏡片做得比較薄，有利于矯正像差。但是菲涅爾鏡片上存在肉眼可見的菲涅爾條紋，菲涅爾條紋的存在影響了整個光學系統的清晰度，用戶體驗較差。

技術實現思路

[0006]本申請的目的在于，提供一種光學模組、光學器件及顯示設備，以解決現有VR眼鏡存在的整體輕量化與清晰度良好難以兩全的技術問題。
[0007]為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種光學模組，包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第一分光膜層以及第二分光膜層，所述第一透鏡包括第一出光面及第一入光面，所述第一出光面為凸面，所述第一入光面為平面；所述第二透鏡包括第二出光面及第二入光面，所述第二出光面與所述第一入光面相對設置，所述第二出光面與所述第二入光面均為凸面；所述第三透鏡包括第三出光面及第三入光面，所述第三出光面與所述第二入光面相對設置，所述第三出光面為凹面，所述第三入光面為凸面；所述第一透鏡、所述第二透鏡及所述第三透鏡的主光軸位于同一直線上；所述第一分光膜層設于所述第一入光面表面；所述第二分光膜層設于所述第三入光面表面；當所述第三入光面與一光源相對設置時，所述光源發出的部分光線被所述第一分光膜層及所述第二分光膜層反射，且依次經過所述第三透鏡、所述第二透鏡及所述第一透鏡射出。
[0008]進一步地，在不同的實施例中，所述第一透鏡、所述第二透鏡皆為凸透鏡，所述第三透鏡為凹透鏡，所述第三透鏡為凹透鏡。
[0009]進一步地，在不同的實施例中，所述第一分光膜層為復合膜，所述第一分光膜層包括偏振分光膜層以及相位延遲膜，所述偏振分光膜層被鍍于所述第一入光面表面，所述相位延遲膜被鍍于所述偏振分光膜層表面。
[0010]進一步地，在不同的實施例中，所述第二分光膜層的透光率為30～70％，所述第二分光膜層的透光率與其反光率之和為1。
[0011]進一步地，在不同的實施例中，所述第一透鏡的焦距為f1，50mm≤f1≤300mm；所述第二透鏡的焦距為f2，60mm≤f2≤100mm；所述第三透鏡的焦距為f3，
?
500mm≤f3≤
?
1500mm。
[0012]進一步地，在不同的實施例中，所述第一透鏡在所述主光軸上的厚度為t1，2mm≤t1≤7mm；所述第二透鏡在所述主光軸上的厚度為t2，3mm≤t2≤8mm；所述第三透鏡在所述主光軸上的厚度為t3，1mm≤t3≤5mm；所述第一透鏡與所述第二透鏡在所述主光軸上的距離為t4，0.1mm≤t4≤5mm；所述第二透鏡與所述第三透鏡在所述主光軸上的距離為t5，0.2mm≤t5≤20mm。
[0013]為解決上述技術問題，本申請實施例還提供一種光學器件，包括前文所述的光學模組。
[0014]進一步地，在不同的實施例中，所述光學器件包括鏡筒，所述第一透鏡、所述第二透鏡及所述第三透鏡依次被安裝至所述鏡筒內。
[0015]進一步地，在不同的實施例中，所述鏡筒包括筒體以及環形支架，所述筒體為圓柱體；所述環形支架可轉動式安裝至所述筒體的內側壁；所述第三透鏡固定至所述環形支架內部。
[0016]進一步地，在不同的實施例中，所述筒體的側壁設有兩個以上條形孔，每一條形孔的延伸方向與所述筒體的中心軸線形成50
?
80度的夾角；所述環形支架的表面設有至少一軸銷，每一軸銷可滑動式插入至一條形孔內。
[0017]進一步地，在不同的實施例中，所述鏡筒包括筒體以及環形凸塊，所述筒體內設有一圓柱形空腔；所述環形凸塊突出于所述筒體一端的內側壁；所述第一透鏡及所述第二透鏡分別被固定至所述環形凸塊的兩側。
[0018]為解決上述技術問題，本實施例還提供一種顯示設備，包括前文所述的光學模組。
[0019]進一步地，在不同的實施例中，所述顯示設備還包括顯示模組，所述顯示模組用以發出圓偏振光，所述顯示模組與所述第三入光面相對設置。
[0020]進一步地，在不同的實施例中，定義所述第三入光面與所述顯示模組的距離為t6，0.2mm≤t6≤15mm。
[0021]進一步地，在不同的實施例中，所述顯示模組包括液晶顯示屏以及相位延遲片，所述液晶顯示屏用以發出偏振光；所述相位延遲片貼附于所述液晶顯示屏表面，所述相位延遲片與所述第三入光面相對設置，所述相位延遲片用以將偏振光轉換為圓偏振光。
[0022]為解決上述技術問題，本實施例還提供一種顯示設備，包括前文所述的光學器件。
[0023]本申請的有益效果在于，提供一種光學模組、光學器件及顯示設備，采用偏振折反光路的方法，沿著光路傳播方向先后設置凹透鏡及兩個凸透鏡，在保證顯示設備的亮度及清晰度的同時，還能減少VR眼鏡占用的空間和重量，給用戶帶來更好的用戶體驗。本申請在VR眼鏡中摒棄了菲涅爾鏡片，因此不會有菲涅爾條紋影響VR眼鏡的顯示清晰度。
附圖說明
[0024]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。
[0025]為了更完整地理解本申請及其有益效果，下面將結合附圖來進行以下說明，其中在下面的描述中相同的附圖標號表示相同部分。
[0026]圖1為本申請實施例提供的光學器件的整體結構示意圖。
[0027]圖2為本申請實施例提供的光學器件的剖面結構示意圖。
[0028]圖3為本申請實施例提供的光學模組的光路圖。
[0029]圖4為本申請實施例提供的第一分光膜層的結構示意圖。
[0030]圖5為本申請實施例提供的顯示模組的結構示意圖。
[0031]圖6是本申請實施例提供的光學模組的畸變曲線圖。
[0032]圖7是本申請實施例提供的光學模組的調制傳遞函數圖。
[0033]圖8為本申請實施例提供的鏡筒的整體結構示意圖。
[0034]圖9為本申請本文檔來自技高網...

【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：第一透鏡，所述第一透鏡包括第一出光面及第一入光面，所述第一出光面為凸面，所述第一入光面為平面；第二透鏡，所述第二透鏡包括第二出光面及第二入光面，所述第二出光面與所述第一入光面相對設置，所述第二出光面與所述第二入光面均為凸面；第三透鏡，所述第三透鏡包括第三出光面及第三入光面，所述第三出光面與所述第二入光面相對設置，所述第三出光面為凹面，所述第三入光面為凸面；所述第一透鏡、所述第二透鏡及所述第三透鏡的主光軸位于同一直線上；第一分光膜層，所述第一分光膜層設于所述第一入光面表面；以及第二分光膜層，所述第二分光膜層設于所述第三入光面表面；當所述第三入光面與一光源相對設置時，所述光源發出的部分光線被所述第一分光膜層及所述第二分光膜層反射，且依次經過所述第三透鏡、所述第二透鏡及所述第一透鏡射出。2.如權利要求1所述的光學模組，其特征在于，所述第一透鏡、所述第二透鏡皆為凸透鏡，所述第三透鏡為凹透鏡。3.如權利要求1所述的光學模組，其特征在于，所述第一分光膜層為復合膜，所述第一分光膜層包括：偏振分光膜層，所述偏振分光膜層被鍍于所述第一入光面表面；以及相位延遲膜，所述相位延遲膜被鍍于所述偏振分光膜層表面。4.如權利要求1所述的光學模組，其特征在于，所述第二分光膜層的透光率為30～70％，所述第二分光膜層的透光率與其反光率之和為1。5.如權利要求1所述的光學模組，其特征在于，所述第一透鏡的焦距為f1，50mm≤f1≤300mm；所述第二透鏡的焦距為f2，60mm≤f2≤100mm；所述第三透鏡的焦距為f3，
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500mm≤f3≤
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1500mm。6.如權利要求1所述的光學模組，其特征在于，所述第一透鏡在所述主光軸上的厚度為t1，2mm≤t1≤7mm；所述第二透鏡在所述主光軸上的厚度為t2，3mm≤t2≤8mm；所述第三透鏡在所述主光軸上的厚度為t3，1mm≤t3≤5mm；所述第一透鏡與所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：龔敬劍，聶紅星，王瑞，楊興，
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：