[发明专利]光学模组和头戴显示设备

说明书

本发明公开了一种光学模组和头戴显示设备，光学模组包括：显示器、胶合透镜、分光件、四分之一波片和偏振反射膜，显示器发射用于成像显示的光线；胶合透镜设于显示器的出光方向，胶合透镜包括第一透镜和第二透镜，第一透镜和第二透镜沿光路的传播方向依次设置，第一透镜的第二表面与第二透镜的第三表面胶合设置，第三表面朝向显示器的方向凸起，第二透镜的第四表面朝向背离显示器的方向凸起；分光件设于第一透镜的第一表面；四分之一波片设于第一透镜和第二透镜之间；偏振反射膜设于四分之一波片和第二透镜之间。本发明的技术方案能够减少光学系统的光学总长，减小头戴显示设备的体积，便于用户穿戴。

技术领域

本发明涉及光学显示技术领域，尤其涉及一种光学模组和头戴显示设备。

背景技术

随着先进光学设计及加工技术、显示技术及处理器的发展和升级，虚拟现实(Virtual Reality，VR)产品的形态和种类层出不穷，其应用领域也愈加广泛。虚拟现实产品的主要工作原理是，显示器所显示的图像通过光学镜片的传递和放大后，其图像被人眼所接收，人眼观察到的是放大的虚像。图像经过放大，需要足够长的光程，因此光学系统的光学总长较长，造成头戴显示设备体积较大，不便于用户穿戴。

发明内容

基于此，针对现有头戴显示设备中的光学系统的光学总长较长，头戴显示设备体积较大，不便于用户穿戴的问题，有必要提供一种光学模组和头戴显示设备，旨在能够减少光学系统的光学总长，减小头戴显示设备的体积，便于用户穿戴。

为实现上述目的，本发明提出的一种光学模组，所述光学模组包括：

显示器，所述显示器发射用于成像显示的光线；

胶合透镜，所述胶合透镜设于所述显示器的出光方向，所述胶合透镜包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜沿光路的传播方向依次设置，所述第一透镜具有面向所述显示器的第一表面和背向所述显示器的第二表面，所述第二透镜具有面向所述显示器的第三表面和背向所述显示器的第四表面，所述第二表面与所述第三表面胶合设置，所述第三表面朝向所述显示器的方向凸起，所述第四表面朝向背离所述显示器的方向凸起；

分光件，所述分光件设于所述第一表面；

四分之一波片，所述四分之一波片设于所述第一透镜和所述第二透镜之间；以及

偏振反射膜，所述偏振反射膜设于所述四分之一波片和所述第二透镜之间；

定义所述光学模组的场曲为fv，则满足：0.3mm＜fv＜0.8mm。

可选地，定义所述显示器的像素尺寸为P，所述光学模组的全视场的光斑直径为D，则满足：D＜P。

可选地，所述第二表面与所述第三表面的结构相同。

可选地，所述第一表面朝向所述显示器的方向凸起。

可选地，所述光学模组还包括偏光膜，所述偏光膜设于所述第一透镜背离所述显示器的一侧。

可选地，所述偏光膜设于所述偏振反射膜和所述第二透镜之间，所述四分之一波片、所述偏振反射膜和所述偏光膜合成一整体膜层。

可选地，所述光学模组还包括增透膜，所述增透膜设于所述第四表面。

可选地，所述第一透镜的中心厚度为T1，所述第二透镜的中心厚度为T2，所述第一表面与所述显示器的出光面之间的距离为L，则满足：

4mmT18mm，3mmT27mm，10mmL15mm。

可选地，所述第一表面的半径值为R1，所述第一表面的圆锥系数为C1，所述第二表面的半径值为R2，所述第二表面的圆锥系数为C2，所述第四表面的半径值为R4，所述第四表面的圆锥系数为C4，则满足：

40mm＜R1＜60mm，C1＜5；