[发明专利]光学模组及头戴显示装置

说明书

本发明公开一种光学模组及头戴显示装置，该光学模组包括图像产生单元、透镜单元、第一光学单元、第二光学单元和杂光消除单元，透镜单元设置于图像产生单元的发光光路上，第一光学单元设置于透镜单元背离图像产生单元的一侧，第一光学单元用于透射以及反射光束，第二光学单元设置于第一光学单元反射光束的光路上，第二光学单元用于透射以及反射光束，杂光消除单元设置于透镜单元或/和第二光学单元，杂光消除单元用于降低第二光学单元反射至透镜单元的光束的能量。本发明技术方案通过杂光消除单元降低第二光学单元反射至透镜单元的光束的能量的方式，降低用户视野中光斑的亮度，从而实现消除光斑或减小光斑的亮度。

技术领域

本发明涉及光学显示技术领域，特别涉及一种光学模组及头戴显示装置。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，简称AR)技术，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息巧妙融合的新技术，可以把原本在现实世界一定时间、空间范围内很难体验到的实体信息(例如，视觉信息、声音、味道、触觉等)，通过电脑等科学技术模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。

目前，现有的增强现实方案中，显示装置由于其光路设计的原因，在虚像上方往往出现较亮的光斑，即光学中常见的“鬼影”现象。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种光学模组及头戴显示装置，旨在解决现有显示装置中虚像上方出现的光斑较亮的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的光学模组包括：

图像产生单元，所述图像产生单元用于产生携带图像信息的光束；

透镜单元，所述透镜单元设置于所述图像产生单元的发光光路上；

第一光学单元，所述第一光学单元设置于所述透镜单元背离所述图像产生单元的一侧，所述第一光学单元用于透射以及反射光束；

第二光学单元，所述第二光学单元设置于所述第一光学单元反射光束的光路上，所述第二光学单元用于透射以及反射光束；

杂光消除单元，所述杂光消除单元设置于所述透镜单元或/和所述第二光学单元，所述杂光消除单元用于降低所述第二光学单元反射至所述透镜单元的光束的能量；

其中，所述图像产生单元产生的光束依次经过所述透镜单元、所述第一光学单元和所述第二光学单元，并经所述第二光学单元反射后从所述第一光学单元透射至人眼。

可选地，当所述杂光消除单元设置于所述第二光学单元时，所述杂光消除单元为吸光层或第一增透膜。

可选地，当所述杂光消除单元设置于所述第二光学单元时，所述杂光消除单元为曲面镜或异形镜，所述杂光消除单元用于将光束反射至人眼之外。

可选地，所述第二光学单元包括所述杂光消除单元，所述第二光学单元相对于所述图像产生单元的最高点低于所述透镜单元相对于所述图像产生单元的最低点。

可选地，当所述杂光消除单元设置于所述透镜单元时，所述杂光消除单元为第二增透膜，且所述第二增透膜的最佳入射角度为15°-75°。

可选地，所述第二增透膜的最佳入射角度为30°-60°。

可选地，所述第二增透膜的最佳入射角度为45°。

可选地，当所述杂光消除单元设置于所述第二光学单元时，所述杂光消除单元包括圆偏振器件；所述光学模组还包括1/4相位延迟件，且所述1/4相位延迟件设置于所述第一光学单元与所述第二光学单元之间且所述1/4相位延迟件与所述第二光学元件间隔设置，所述杂光消除单元设置于所述第二光学单元且靠近所述透镜单元的一端；或