[发明专利]光学模组以及头戴显示设备

说明书

本申请提供了一种光学模组以及头戴显示设置；光学模组沿同一光轴依次包括第一透镜、第二透镜、光偏振态调节器件及显示器；光偏振态调节器件包括透镜组及第一叠合元件；透镜组至少包括一个第三透镜，第一叠合元件至少包括叠设的第一偏光元件及第一相位延迟器，第一叠合元件设于第三透镜的任一表面，第一叠合元件与显示器之间的距离为≥1mm；光学模组还包括分光元件、第二相位延迟器及偏振反射元件；其中，第二相位延迟器位于分光元件与偏振反射元件之间；分光元件位于第二透镜的任一侧，第二相位延迟器及偏振反射元件位于第二透镜与第一透镜之间。本申请通过在显示器外实现显示器出光的偏振态变换，可以改善第一相位延迟器表面的光线入射角度。

技术领域

本申请实施例涉及光学成像技术领域，更具体地，本申请实施例涉及一种光学模组以及头戴显示设备。

背景技术

针对折叠光路(Pancake)的光学模组，进入光学模组的光线通常需要是圆偏振光，这就要求显示器最终发出的光是圆偏振光。但是，目前多数的显示器自身无法直接发出圆偏振光，需要进行额外的偏振态转换。常规的操作一般是根据显示器出光的状态在显示器的出光面上贴装四分之一波片，使光线的偏振态转换成圆偏振光。但是，现有的方案存在的问题为，随着显示器出光入射至其表面所贴装的四分之一波片的入射角度的增大，四分之一波片的相位延迟效果会变差，这会影响成像质量。

发明内容

本申请的目的是提供一种光学模组以及头戴显示设备的新技术方案。

第一方面，本申请提供了一种光学模组，所述光学模组沿同一光轴依次包括第一透镜、第二透镜、光偏振态调节器件及显示器；

所述光偏振态调节器件包括透镜组及第一叠合元件；其中，所述透镜组至少包括一个第三透镜，所述第一叠合元件至少包括叠设的第一偏光元件及第一相位延迟器，所述第一叠合元件设于所述第三透镜的任一表面，所述第一叠合元件与所述显示器之间的距离为L，L≥1mm；

所述光学模组还包括分光元件、第二相位延迟器及偏振反射元件；其中，所述第二相位延迟器位于所述分光元件与所述偏振反射元件之间；所述分光元件位于所述第二透镜的任一侧，所述第二相位延迟器及所述偏振反射元件位于所述第二透镜与所述第一透镜之间。

可选地，所述光偏振态调节器件的光焦度为

可选地，所述第一叠合元件还包括第三相位延迟器；其中，所述第三相位延迟器设于所述第一偏光元件背离所述第一相位延迟器的表面。

可选地，所述光偏振态调节器件还包括第三相位延迟器，所述第三相位延迟器设于所述第三透镜背离所述第一叠合元件的表面，且所述第一偏光元件位于所述第一相位延迟器与所述第三相位延迟器之间。

可选地，所述第一叠合元件设于所述第三透镜远离所述显示器的表面；其中，所述第三透镜的中心厚度T₃为1mm＜T₃＜6mm，所述第三透镜的光焦度为

可选地，所述显示器具有出光面，所述出光面发射的光线为自然光，所述光线射入所述第一叠合元件的最大角度≤30°。

可选地，所述分光元件设于所述第二透镜靠近所述光偏振态调节器件的表面。

可选地，所述光学模组还包括第二偏光元件，所述第二偏光元件位于所述偏振反射元件背离所述第二相位延迟器的一侧。

可选地，所述第二偏光元件、所述偏振反射元件及所述第二相位延迟器依次叠设形成第二叠合元件，所述第二叠合元件设于所述第一透镜靠近所述第二透镜的表面。

第二方面，本申请提供了一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括：

壳体；以及

如上所述的光学模组。