光学模组以及头戴显示设备的制作方法

本申请实施例涉及光学成像，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：

1、虚拟现实技术（vr）的核心部件是内部采用的光学系统，其显示图像效果的好坏将直接决定虚拟现实产品的质量。如今，小型化及高分辨率是vr设备的发展趋势。但是，vr设备的尺寸越小，要求的分辨率越高，对vr设备的光学系统的要求就越高，尤其是视场角度。目前，小尺寸的显示器很难做大视场角，且一般视场角度越大，整个光学系统的尺寸越大。

技术实现思路

1、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，解决了现有vr设备中小尺寸显示器的光学模组很难做到大视场角的问题。

2、第一方面，本申请提供了一种光学模组。所述光学模组包括沿同一光轴设置的第一成像组件及第二成像组件，且所述第一成像组件及所述第二成像组件的光焦度均为正；

3、所述光学模组还包括显示组件，所述显示组件位于所述第一成像组件背离所述第二成像组件的一侧，所述显示组件包括第一屏幕及第二屏幕，所述第一屏幕及所述第二屏幕分设在所述光轴的两侧，且所述第一屏幕与所述第二屏幕形成第一目标夹角θ1，所述第一目标夹角θ1≥90°；

4、所述第一成像组件包括至少第一镜片；

5、所述第二成像组件包括至少第二镜片及分光元件、第一相位延迟器及偏振反射器，且所述第一相位延迟器位于所述分光元件与所述偏振反射器之间。

6、可选地，所述第一成像组件的光焦度为φ1，且0≤φ1≤0.1；

7、所述第二成像组件的光焦度为φ2，且0.01≤φ2≤0.1。

8、可选地，在所述光学模组的径向方向上，所述光学模组以光轴为界分为呈上下分布的第一部分及第二部分；其中，所述第一部分的高度为h1，所述第二部分的高度为h2，且h2与h1之间的关系满足：0＜h2/h1≤1。

9、可选地，所述第一镜片靠近所述显示组件的表面由关于光轴对称的两个平面组成，且所述两个平面之间形成第二目标夹角θ2，所述第二目标夹角θ2为：0°＜θ2≤180°。

10、可选地，在所述第二成像组件中，所述分光元件设于所述第二镜片靠近所述显示组件的表面，所述第一相位延迟器及所述偏振反射器依次叠设在所述第二镜片远离所述显示组件的表面。

11、可选地，所述第二成像组件还包括第三镜片，所述第三镜片设置在所述第二镜片远离所述显示组件的一侧。

12、可选地，所述第三镜片为菲涅尔镜片，所述第三镜片包括至少一个菲涅尔面。

13、可选地，所述光学模组还包括第一偏振器，所述第一相位延迟器、所述偏振反射器及所述第一偏振器依次层叠设置形成复合膜，并设于所述第二镜片远离所述显示组件的表面。

14、可选地，所述第一镜片为菲涅尔镜片，所述第一镜片包括至少一个菲涅尔面。

15、可选地，所述第一屏幕及所述第二屏幕的尺寸不大于1.3寸，且所述光学模组的视场角不小于120°。

16、可选地，所述第一屏幕及所述第二屏幕被配置为能够发射圆偏振光或自然光；

17、当所述第一屏幕及所述第二屏幕发射的光线为自然光时，在所述第一屏幕及所述第二屏幕的出光面一侧设置有叠合元件，用以将自然光转变为圆偏振光；其中，所述叠合元件至少包括第二相位延迟器及第二偏振器。

18、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：

19、外壳；以及

20、如第一方面所述的光学模组。

21、本申请的有益效果为：

22、根据本申请实施例提供的光学模组，其为一种折叠光路结构，通过单眼对应双屏幕的方案来实现增大视场角度的效果，能够实现在小尺寸屏幕下，兼顾大视场角度，并且通过两个屏幕之间的相对位置关系搭配来缩短整个光学模组的体积。本申请实施例提供的光学模组可以在采用小尺寸屏幕的情况下能够兼顾较大的fov且成像清晰度高。

23、通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种光学模组，其特征在于，所述光学模组包括沿同一光轴设置的第一成像组件（100）及第二成像组件（200），且所述第一成像组件（100）及所述第二成像组件（200）的光焦度均为正；

2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一成像组件（100）的光焦度为φ1，且0≤φ1≤0.1；

3.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，在所述光学模组的径向方向上，所述光学模组以光轴为界分为呈上下分布的第一部分（300）及第二部分（400）；其中，所述第一部分（300）的高度为h1，所述第二部分（400）的高度为h2，且h2与h1之间的关系满足：0＜h2/h1≤1。

4.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一镜片（3）靠近所述显示组件（1）的表面由关于光轴对称的两个平面组成，且所述两个平面之间形成第二目标夹角θ2，所述第二目标夹角θ2为：0°＜θ2≤180°。

5.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，在所述第二成像组件（200）中，所述分光元件（6）设于所述第二镜片（4）靠近所述显示组件（1）的表面，所述第一相位延迟器（7）及所述偏振反射器（8）依次叠设在所述第二镜片（4）远离所述显示组件（1）的表面。

6.根据权利要求5所述的光学模组，其特征在于，所述第二成像组件（200）还包括第三镜片（5），所述第三镜片（5）设置在所述第二镜片（4）远离所述显示组件（1）的一侧。

7.根据权利要求6所述的光学模组，其特征在于，所述第三镜片（5）为菲涅尔镜片，所述第三镜片（5）包括至少一个菲涅尔面。

8.根据权利要求5所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括第一偏振器（9），所述第一相位延迟器（7）、所述偏振反射器（8）及所述第一偏振器（9）依次层叠设置形成复合膜，并设于所述第二镜片（4）远离所述显示组件（1）的表面。

9.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一镜片（3）为菲涅尔镜片，所述第一镜片（3）包括至少一个菲涅尔面。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的光学模组，其特征在于，所述第一屏幕（11）及所述第二屏幕（12）的尺寸不大于1.3寸，且所述光学模组的视场角不小于120°。

11.根据权利要求10所述的光学模组，其特征在于，所述第一屏幕（11）及所述第二屏幕（12）被配置为能够发射圆偏振光或自然光；

12.一种头戴显示设备，其特征在于，包括：

技术总结
本申请实施例提供了一种光学模组以及头戴显示设备；其中，光学模组包括沿同一光轴设置的第一成像组件及第二成像组件，且第一成像组件及第二成像组件的光焦度均为正；光学模组还包括显示组件，显示组件位于第一成像组件背离第二成像组件的一侧，显示组件包括第一屏幕及第二屏幕，第一屏幕及第二屏幕分设在光轴的两侧，第一屏幕与第二屏幕形成第一目标夹角θ<subgt;1</subgt;，第一目标夹角θ<subgt;1</subgt;≥90°；第一成像组件包括至少第一镜片；第二成像组件包括至少第二镜片及分光元件、第一相位延迟器及偏振反射器，且第一相位延迟器位于分光元件与偏振反射器之间。本申请实施例的光学模组通过单眼对应双屏幕的方案来实现增大视场角度的效果。

技术研发人员：姜龙,史柴源
受保护的技术使用者：歌尔光学科技有限公司
技术研发日：20230818
技术公布日：2024/1/15