[发明专利]光学模组和头戴显示设备

说明书

本发明公开一种光学模组和头戴显示设备，光学模组包括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，胶合透镜包括沿背离显示器依次设置的第一透镜和第二透镜，第一透镜的材料的阿贝数与第二透镜的材料的阿贝数不同，分光元件设于第一表面，平板元件设于第二透镜背离第一透镜的一侧，平板元件具有朝向第二透镜的第五表面，第五表面沿背离第二透镜的方向依次贴设有四分之一波片和偏振反射膜。本发明技术方案旨在能够通过减少光学系统的光学总长以减小头戴显示设备的体积，便于用户穿戴，同时保证成像后的图像色差值较低，以降低后期成像软件对图像的显示像素的补偿压力。

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和应用该光学模组的头戴显示设备。

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，其图像再被人眼所接收，人眼观察到的是放大的虚像。相关技术中，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，并且由于成像后的图像具有较高色差，进而导致后期成像软件对图像的显示像素的补偿压力较大。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种光学模组，旨在能够通过减少光学系统的光学总长以减小头戴显示设备的体积，便于用户穿戴，同时保证成像后的图像色差值较低，以降低后期成像软件对图像的显示像素的补偿压力，提高成像质量，使成像更加清晰。

为实现上述目的，本发明提出的光学模组，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，所述胶合透镜包括沿背离所述显示器依次设置的第一透镜和第二透镜，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，所述第二表面和所述第三表面胶合设置，所述第二表面背离所述显示器的方向凸起，所述第三表面朝向所述显示器的方向凹陷，所述第一透镜的材料的阿贝数与所述第二透镜的材料的阿贝数不同；以及

分光元件，所述分光元件设于所述第一表面；

平板元件，所述平板元件设于所述第二透镜背离所述第一透镜的一侧，所述平板元件具有朝向所述第二透镜的第五表面，所述第五表面沿背离所述第二透镜的方向依次贴设有四分之一波片和偏振反射膜。

可选地，所述光学模组还包括偏光膜，所述偏光膜设于所述偏振反射膜背离所述四分之一波片的一侧。

可选地，所述光学模组还包括第一增透膜，所述第一增透膜设于所述四分之一波片背离所述偏振反射膜的一侧。

可选地，所述第一增透膜、所述四分之一波片、所述偏振反射膜和所述偏光膜均为膜层结构，所述第一增透膜、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，所述平板元件还具有背向所述第二透镜的第六表面，所述第六表面贴设有第二增透膜。

可选地，所述平板元件的第五表面和所述第六表面均为平面设置。

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，所述第三表面的半径值为R3，所述第三表面的圆锥系数为C3，所述第四表面的半径值为R4，则满足：

35mm≤R1≤60mm，150mm≤R2＝R3≤200mm；

C1＝C2＝C3≤20，150mm≤R4≤190mm。