[发明专利]具有折叠光路的光学模组、近眼显示装置和光投射方法

说明书

本发明提供一种具有折叠光路的光学模组，包括：半透半反层，配置成将入射到其上的光束部分反射，部分透射；反射式偏振器，位于所述半透半反层的光路下游，具有透光轴，配置成允许偏振方向平行于所述透光轴的偏振光通过，并将偏振方向与所述透光轴垂直的偏振光反射；和相位调制液晶透镜，所述相位调制液晶透镜设置在所述半透半反层的光路上游、或所述半透半反层与所述反射式偏振器之间，所述相位调制液晶透镜配置成对通过其中的光束进行相位延迟和/或相位补偿，其中所述半透半反层和所述反射式偏振器之间形成用作所述折叠光路的腔。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种具有折叠光路的光学模组、包括其的近眼显示装置和光投射方法。

背景技术

在现有技术中，通常是利用四分之一波片的性质，将其与其他偏振光学元件搭配使用，以实现线偏振光与圆偏振光的转换；大多数AR光学系统即是借此实现对光线的控制。在与其它光学元件搭配使用时，四分之一波片通常是结合或涂覆在其它光学元件表面的涂层，以实现光线的控制。通过研究发现，偏振分光棱镜(PBS)加工难度大且固定不可旋转，当四分之一波片在贴合或者涂层在偏振分光棱镜表面时光轴与偏振轴存在有夹角的可能，这样会使偏振转换效果不佳，影响对光线的控制效果。尤其是当四分之一波片贴合在PBS膜片上光轴与偏振轴存在夹角的可能，导致偏振转换效果不佳，使系统产生漏光而影响产品性能和视觉体验。

背景技术部分的内容仅仅是公开发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本发明提供一种具有折叠光路的光学模组，包括：

半透半反层，配置成将入射到其上的光束部分反射，部分透射；

反射式偏振器，位于所述半透半反层的光路下游，具有透光轴，配置成允许偏振方向平行于所述透光轴的偏振光通过，并将偏振方向与所述透光轴垂直的偏振光反射；和

相位调制液晶透镜，所述相位调制液晶透镜设置在所述半透半反层的光路上游、或所述半透半反层与所述反射式偏振器之间，所述相位调制液晶透镜配置成对通过其中的光束进行相位延迟和/或相位补偿，

其中所述半透半反层和所述反射式偏振器之间形成用作所述折叠光路的腔。

根据本发明的一个方面，其中所述相位调制液晶透镜配置为四分之一波片或者具有相位补偿的相位延迟器件。

根据本发明的一个方面，所述光学模组还包括第一透镜，所述半透半反层贴附在所述第一透镜的表面上。

根据本发明的一个方面，所述光学模组还包括第二透镜，所述反射式偏振器靠近所述第二透镜的表面设置。

根据本发明的一个方面，所述光学模组还包括调焦液晶透镜，所述调焦液晶透镜设置在所述腔的外侧。

根据本发明的一个方面，所述相位调制液晶透镜与调焦液晶透镜设置在所述腔的外部的同一侧或者相反侧。

根据本发明的一个方面，所述相位调制液晶透镜设置在所述腔的内部。

根据本发明的一个方面，所述相位调制液晶透镜配置成使得：入射到所述光学模组上的偏振光经调制后首次入射到所述反射式偏振器时，偏振方向垂直于所述反射式偏振器的透光轴；二次入射到所述反射式偏振器时，偏振方向平行于所述反射式偏振器的透光轴。

本发明还提供一种近眼显示装置，包括：

显示屏；和

如上所述的光学模组，设置在所述显示屏的光路下游。

本发明还提供一种光学模组的光投射方法，包括：

S101：将光束照射到在半透半反层和反射式偏振器之间形成的腔中并进行光路折叠，其中所述反射式偏振器位于所述半透半反层的光路下游，并具有透光轴；和