光学模组以及头戴显示设备的制作方法

1.本技术涉及光学显示技术领域，更具体地，本技术涉及一种光学模组以及头戴显示设备。

背景技术：

2.近年来，虚拟现实设备发展迅速，但目前虚拟现实设备普遍存在体积较大的问题，这在一定程度上影响用户的使用体验感。传统的折叠光路结构可以有效减少光学模组总长，从而可以减小光学模组的体积，利于实现vr光学模组的小型化发展趋势。但是，现有的折叠光路方案中，由于光线在光学模组中会两次经过半反半透器件，导致光能利用率比较低。

技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供的一种光学模组以及头戴显示设备的新技术方案，能够有效提升光学模组的光能利用率。
4.根据本技术的一个方面，提供了一种光学模组，所述光学模组包括第一偏振反射元件、第一相位延迟器及第二偏振反射元件，其中，所述第一相位延迟器位于所述第一偏振反射元件与所述第二偏振反射元件之间；
5.所述第一偏振反射元件被配置为水平线偏振光和竖直线偏振光其中的一种透过，水平线偏振光和竖直线偏振光其中的另一种反射；所述第二偏振反射元件被配置为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光其中的一种透过，左旋圆偏振光和右旋圆偏振光其中的另一种反射；
6.所述光学模组还包括至少一个透镜，所述至少一个透镜位于所述第一偏振反射元件与所述第二偏振反射元件之间。
7.可选地，所述至少一个透镜包括第一透镜和第二透镜；
8.所述第一透镜和所述第二透镜位于所述第一偏振反射元件与所述第一相位延迟器之间。
9.可选地，所述光学模组还包括显示屏幕，所述第一透镜位于靠近所述显示屏幕的一侧，所述第二透镜位于远离所述显示屏幕的一侧。
10.可选地，所述光学模组还包括第一偏振元件，所述第一偏振元件位于所述第一偏振反射元件靠近所述显示屏幕的一侧。
11.可选地，所述第一偏振反射元件的透过轴与所述第一偏振元件的透过轴平行；
12.所述第一偏振元件的透过轴与所述第一相位延迟器的快轴或者慢轴之间的夹角为45
°
。
13.可选地，所述第一偏振元件设于所述显示屏幕的发光面；
14.所述第一偏振反射元件设于所述第一透镜靠近所述显示屏幕的表面；
15.所述第一相位延迟器及所述第二偏振反射元件层叠设置并设于所述第二透镜远
离所述显示屏幕的表面。
16.可选地，所述第一偏振元件与所述显示屏幕的发光面之间设置有透镜；
17.且/或，所述第一偏振元件与所述第一偏振反射元件之间设置有透镜。
18.可选地，所述第二偏振反射元件背离所述第一相位延迟器的一侧设置有透镜。
19.可选地，所述至少一个透镜包括第一透镜和第二透镜；
20.所述第一透镜位于所述第一偏振反射元件与所述第一相位延迟器之间，所述第二透镜位于所述第一相位延迟器与所述第二偏振反射元件之间。
21.可选地，所述至少一个透镜包括第一透镜和第二透镜；
22.所述第一透镜和所述第二透镜位于所述第一相位延迟器与所述第二偏振反射元件之间。
23.可选地，所述光学模组还包括第二相位延迟器和第二偏振元件；所述第二相位延迟器和所述第二偏振元件位于所述第二偏振反射元件背离所述第一相位延迟器的一侧，其中，所述第二相位延迟器位于所述第二偏振元件与所述第二偏振反射元件之间。
24.可选地，所述第二偏振元件的透过轴与所述第二相位延迟器的快轴或者慢轴之间的夹角为45
°
。
25.可选地，所述第二偏振元件、所述第二相位延迟器、所述第二偏振反射元件及所述第一相位延迟器依次层叠设置形成复合膜，所述复合膜设于所述第二透镜远离所述显示屏幕的表面。
26.根据本技术的另一个方面，提供了一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括：
27.壳体；以及
28.如上述所述的光学模组。
29.本技术的有益效果在于：
30.本技术实施例提供了一种折叠光路方案，在光路中引入了两种不同的偏振反射元件，取消了设置半反半透器件，如此可以提升光学模组的光能利用率；当光学模组应用于头戴显示设备后，光学模组耗电量低，可以提升头戴显示设备的待机时长。同时，该光学模组能保证良好的成像品质。
31.通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
32.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本技术的原理。
33.图1是本技术实施例提供的光学模组的结构示意图之一；
34.图2是本技术实施例提供的光学模组的结构示意图之二；
35.图3是本技术一个具体实施例提供的光学模组的结构示意图；
36.图4是图3示出的光学模组450nm下调制传递函数mtf曲线；
37.图5是图3示出的光学模组540nm下调制传递函数mtf曲线；
38.图6是图3示出的光学模组610nm下调制传递函数mtf曲线。
39.附图标记说明：
40.10、第一透镜；20、第二透镜；30、第一偏振反射元件；40、第一相位延迟器；50、第二偏振反射元件；60、第二相位延迟器；70、第二偏振元件；80、第一偏振元件；90、显示屏幕；100、光轴；01、人眼；02、光线。
具体实施方式
41.现在将参照附图来详细描述本技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。
42.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。
43.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
44.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
45.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
46.下面结合附图1至图6对本技术实施例提供的光学模组以及头戴显示设备进行地详细描述。
47.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种光学模组，所述光学模组为折叠光路结构，其适合应用于头戴显示设备(head mounted display，hmd)，如vr智能眼镜等。该光学结构设计可以减少光路总长，提升光学模组的光效利用率。
48.本技术实施例提供了一种光学模组，如图1和图3所示，所述光学模组沿光轴100方向包括第一偏振反射元件30、第一相位延迟器40及第二偏振反射元件50，其中，所述第一相位延迟器40位于所述第一偏振反射元件30和所述第二偏振反射元件50之间；
49.其中，所述第一偏振反射元件被配置为水平线偏振光和竖直线偏振光其中的一种透过，水平线偏振光和竖直线偏振光其中的另一种反射；所述第二偏振反射元件50被配置为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光中的一种透过，左旋圆偏振光和右旋圆偏振光中的另一种反射；
50.所述光学模组还包括至少一个透镜，所述至少一个透镜位于所述第一偏振反射元件30与所述第二偏振反射元件50之间。
51.在本技术实施例提供的光学模组中，采用了两种不同的偏振反射元件，即上述的第一偏振反射元件30及第二偏振反射元件50，并取消了在光路中设置半反半透器件，该设计可以改善传统光路中因引入半反半透器件，光线在光路中会两次经过半反半透器件，导致光能利用率低的缺陷。
52.也就是说，本技术实施例提供的光学模组中通过省去了半反半透器件，可以有效提升光学模组的光能利用率。
53.本技术实施例提供的光学模组，其还可以包括一透镜组，在该透镜组中可以根据具体需要灵活设置至少一个透镜，以满足光学模组的成像需求。
54.可选的是，第一偏振反射元件30、第一相位延迟器40及第二偏振反射元件50三者
可以分别为独立器件设置于光路结构中，用以形成折叠光路。
55.当然，在整个光路设计中，也可以选择将第一偏振反射元件30与第一相位延迟器40贴装在一起；或者，还可以将第一相位延迟器40与第二偏振反射元件50贴装在一起，本技术的实施例中对此不作限制。
56.本技术实施例提供的光学模组，第一偏振反射元件30、第一相位延迟器40及第二偏振反射元件50位于同一光轴100上，第一相位延迟器40需要位于第一偏振反射元件30与第二偏振反射元件50之间，但具体设置位置和方式可以根据需要灵活调整。
57.本技术实施例提供的光学模组，通过第一偏振反射元件30、第一相位延迟器40和第二偏振反射元件50，以及与这些光学元件相适配的透镜可以使光学模组形成一种折叠光路结构，这有利于减小光学模组的尺寸。
58.本技术实施例提供的光学模组，其是一种折叠光路结构，如图1和图3所示，光学模组中的各光学镜片及光学元件可以按照设定的方式排列，并位于同一光轴100上。整个光路结构的尺寸较小，并不会占用较大的空间。非常适合应用于智能穿戴设备，例如vr头戴显示设备。
59.其中，第一相位延迟器40例如为四分之一波片(膜)，或者其他相位延迟片。相位延迟器可用于改变折叠光路结构中光线的偏振状态。例如，用于将线偏振光转化为圆偏振光，或者用于将圆偏振光转化为线偏振光。
60.其中，第一偏振反射元件30是一种水平线偏振光透过，竖直线偏振光反射的偏振反射器；或者是一种竖直线偏振光透过，水平线偏振光反射的偏振反射器。
61.当然，第一偏振反射元件30也可以是供其他任一特定角度线偏振光反射，与该角度垂直方向线偏振光透过的偏振反射器件。
62.其中，第二偏振反射元件50是一种反射左旋圆偏振光，透过右旋圆偏振光的偏振反射器；或者，第二偏振反射元件50是一种反射右旋圆偏振光，透过左旋圆偏振光的偏振反射器。
63.也就是说，第二偏振反射元件50为可以反射一种偏振态的圆偏振光，透过另一种偏振态的圆偏振光。
64.本技术的实施例中，通过使用两种不同的偏振反射元件，可以取消半反半透器件。与采用半反半透器件的传统折叠光路方案相比，本技术实施例的光学模组的光能利用率可以提高三倍，甚至三倍以上。也即，本技术实施例提供的光学模组的光效利用率得到了有效的提升。
65.第一偏振反射元件30具有光线透过的透过轴，第一偏振反射元件30的透过轴与第一相位延迟器40的快轴或者慢轴之间的夹角为45
°
。也就是说，第一偏振反射元件30的透过轴与第一相位延迟器40的快轴之间的夹角设置为45
°
，第一偏振反射元件30的透过轴与第一相位延迟器40的慢轴之间的夹角设置为负45
°
。
66.第一相位延迟器40具有快轴和慢轴。与第一偏振反射元件30的透过轴方向相同的光线可以透过与第一偏振反射元件30，与第一偏振反射元件30的透过轴方向正交的光线，无法透过与第一偏振反射元件30。
67.在本技术的实施例中，第一相位延迟器40及两个偏振反射元件相配合可用于解析光线，并对光线进行传递。第一相位延迟器40需要位于两个偏振反射元件之间。
68.本技术实施例提供了一种折叠光路方案，在光路中引入了两种不同的偏振反射元件，取消了设置半反半透器件，如此可以提升光学模组的光能利用率；当光学模组应用于头戴显示设备后，光学模组耗电量低，可以提升头戴显示设备的待机时长。同时，该光学模组能保证良好的成像品质。
69.在本技术的一些示例中，所述至少一个透镜包括第一透镜10和第二透镜20；如图1和图3所示，所述第一透镜10和所述第二透镜20位于所述第一偏振反射元件30与所述第一相位延迟器40之间。
70.也就是说，当光学模组的透镜组中包括两个透镜时，即上述的第一透镜10和第二透镜20时，可以将这两个透镜布设在第一偏振反射元件30与第一相位延迟器40之间。此时，第一相位延迟器40与第二偏振反射元件50可以均设计为膜结构并贴装在一起。也即，可以由上述两个透镜分隔第一偏振反射元件30与第一相位延迟器40。
71.需要说明的是，当光学模组的透镜组中包括第一透镜10和第二透镜20时，并不限于上述示例中的设置方式。
72.在本技术的一些示例中，所述第一透镜10和所述第二透镜20也可以位于所述第一相位延迟器40与所述第二偏振反射元件50之间。此时，第一偏振反射元件30与第一相位延迟器40可以均设计为膜结构并贴装在一起。也即，两个透镜分隔第二偏振反射元件50与第一相位延迟器40。
73.在本技术的一些示例中，所述第一透镜10位于所述第一偏振反射元件30与所述第一相位延迟器40之间，所述第二透镜20位于所述第一相位延迟器40与所述第二偏振反射元件50之间。
74.也就是说，两个透镜可以分隔第一偏振反射元件30、第一相位延迟器40及第二偏振反射元件50，以使第一偏振反射元件30、第一相位延迟器40及第二偏振反射元件50可以设计为独立设置。通过这一设计在光路中可以形成折叠光路结构，使得光线在其中折返，实现成像。
75.当将第一偏振反射元件30、第一相位延迟器40及第二偏振反射元件50独立设置时，方便在三者装配时进行对位调整，可以实现光路校准。
76.需要说明的是，为了降低第一偏振反射元件30、第一相位延迟器40及第二偏振反射元件50的组装难度，可以将其贴装于第一透镜10和第二透镜20合适的表面上，但需要保证第一相位延迟器40位于第一偏振反射元件30与第二偏振反射元件50之间。
77.在本技术的一些示例中，如图1和图3所示，所述光学模组还包括显示屏幕90，所述第一透镜10位于靠近所述显示屏幕90的一侧，所述第二透镜20位于远离所述显示屏幕90的一侧。
78.本技术实施例提供的光学模组还可以包括显示屏幕90，其形成光学模组的显示侧。显示屏幕90例如具有出光面，可用于发射成像光线。
79.当光学模组中包含第一透镜10和第二透镜20时，第一透镜10位于靠近显示屏幕90的一侧，则第二透镜20与第一透镜10位于同一光轴、且位于远离显示屏幕90的一侧。
80.显示屏幕90的出光面所发出的光线可以为线偏振光，也可以是圆偏振光或者自然光，本技术实施例中对此不作限制。
81.例如，显示屏幕90的出光面可以贴装屏幕保护片。
82.此外，显示屏幕90可以是自发光式屏幕或者反射式屏幕。
83.其中，自发光式屏幕包括但不限于lcd、led、oled、micro-oled、uled等。
84.其中，反射式屏幕包括但不限于dmd(digital micromirrordevice)数字微镜芯片。
85.也就是说，本技术实施例的光学模组，在人眼01与显示屏幕90之间可以设置有两个偏振反射元件及位于这两个偏振反射元件之间的第一相位延迟器40，同时可以在上述的各光学元件之间合理布设透镜，以形成折叠光路，本技术的实施例中对于透镜的具体设置数量和位置不作具体限制。
86.在本技术的一些示例中，如图1及图3所示，所述光学模组还包括第一偏振元件80，所述第一偏振元件80位于所述第一偏振反射元件30靠近所述显示屏幕90的一侧。
87.本技术实施例的光学模组还包括第一偏振元件80，第一偏振元件80可以位于第一偏振反射元件30与显示屏幕90的发光面之间。显示屏幕90的出光面所发射的入射光线在经过第一偏振元件80时，例如可以转化为水平线偏振光。
88.其中，第一偏振元件80例如可以为线偏振片。
89.第一偏振元件80具有光线透过的透过轴，其透过轴的方向可以为沿着水平方向、竖直方向或者其他任一方向。
90.可选的是，在第一偏振元件80远离显示屏幕90一侧的表面可以贴附或镀增透膜。
91.在本技术的一些示例中，所述第一偏振反射元件30的透过轴与所述第一偏振元件80的透过轴平行；所述第一偏振元件80的透过轴与所述第一相位延迟器40的快轴或者慢轴之间的夹角为45
°
。
92.在本技术的实施例中，靠近显示屏幕90的第一偏振反射元件30，它是一种水平线偏振光透过，竖直线偏振光反射的偏振反射器，且其透过轴与显示屏幕90前的第一偏振元件80的透过轴平行。
93.可选的是，在第一偏振反射元件30靠近显示屏幕90一侧的表面可以贴附或镀增透膜。
94.在本技术的实施例中，靠近显示屏幕90一侧的第一相位延迟器40例如为四分之一波片，并且其快轴或慢轴方向与显示屏幕90前的第一偏振元件80的透过轴方向夹角为正45
°
或负45
°
。第一相位延迟器40在光路中可以实现线偏振光转化成圆偏振光，和/或圆偏振光转化成线偏振光。
95.在本技术的一个具体的实施例中，如图3所示，所述光学模组包括第一透镜10和第二透镜20，其中，第一透镜10靠近显示屏幕90，第二透镜20靠近人眼01；第一偏振反射元件30设于第一透镜10靠近显示屏幕90的表面(后表面)，第一相位延迟器40及第二偏振反射元件50层叠设置贴设于第二透镜20靠近人眼01的表面(前表面)；并且，在显示屏幕90的出光面贴装有第一偏振元件80。
96.在本技术的实施例中，将第一偏振反射元件30贴装于第一透镜10靠近显示屏幕90的表面，将第一相位延迟器40及第二偏振反射元件50一起贴装于第二透镜20远离显示屏幕90的表面，将第一偏振元件80直接贴装在显示屏幕90的出光面。这样设计降低了光学元件的组装难度和成本。
97.其中，第一偏振元件80、第一偏振反射元件30、第二偏振反射元件50、第一相位延
迟器40可以贴附到平面、球面、非球面、柱面、自由曲面以及其他形式曲面上，本技术实施例中对此不作限制。
98.当然，第一偏振元件80、第一偏振反射元件30、第二偏振反射元件50、第一相位延迟器40在光路中也可以为独立的光学器件，本领域技术人员可以根据具体需要灵活选择，本技术在此不作具体限制。
99.根据上述具体实施例的光学模组，如图3所示，光线的传播过程如下：
100.显示屏幕90发出的光线02透过第一偏振元件80后成为水平线偏振光，透过第一偏振反射元件30后成为水平线偏振光，透过第一相位延迟器40后成为左旋或右旋圆偏振光；然后被第二偏振反射元件50反射后，成为右旋或左旋圆偏振光，透过第一相位延迟器40后，成为竖直线偏振光，然后由第一偏振反射元件30反射后，形成竖直线偏振光，再次透过第一相位延迟器40后，成为右旋或左旋圆偏振光，然后透过第二偏振反射元件50后，进入人眼01成像。
101.此外，需要说明的是，本技术实施例的光学模组中，显示屏幕90、第一偏振元件80、第一偏振反射元件30、第一相位延迟器40可以分离放置，也可以贴合在一起放置。
102.在本技术的一个示例中，如图1所示，所述第一偏振元件80与所述显示屏幕90的发光面之间设置有透镜；且/或，所述第一偏振元件80与所述第一偏振反射元件30之间设置有透镜。
103.在本技术的一个示例中，如图1所示，所述第二偏振反射元件50背离所述第一相位延迟器40的一侧设置有透镜。
104.本技术实施例提供的光学模组，在光路结构中使用了两种偏振反射元件，以及一种偏振元件和一种相位延迟器实现光路折叠，在光路结构中取消了半反半透器件。在整个光路中，透镜的设置数量和位置可以根据需要进行调整。
105.例如，如图1所示，在显示屏幕90和第一偏振元件80之间、第一偏振元件80和第一偏振反射元件30之间、第一偏振反射元件30和第一相位延迟器40之间、第一相位延迟器40和第二偏振反射元件50之间、第二偏振反射元件50之前(或者说与人眼01之间)均可以根据需要放置透镜，改变光线传输方向，实现成像。
106.在本技术的一些示例中，如图2所示，所述光学模组还包括第二相位延迟器60和第二偏振元件70；所述第二相位延迟器60和所述第二偏振元件70位于所述第二偏振反射元件50背离所述第一相位延迟器40的一侧，其中，所述第二相位延迟器60位于所述第二偏振元件70与所述第二偏振反射元件50之间。
107.在本技术的实施例中，还可以在第二偏振反射元件50远离显示屏幕90(或者说靠近人眼01)的一侧设置一片第二相位延迟器60和一片第二偏振元件70，这样形成的光学结构可有效阻拦由于第二偏振反射元件50的自身误差导致的第一次入射就透过第二偏振反射元件50的左旋或右旋圆偏振光，进而可以有效减少杂散光，更好的提升成像质量。
108.其中，远离显示屏幕90的第二偏振元件70，它是一种反射左旋或右旋圆偏振光，透过右旋或左旋圆偏振光的偏振反射器，其与近显示屏幕90侧的第一偏振反射元件30不同。
109.可选的是，第二偏振元件70可以是电磁特异材料制成，也可以是能够实现反射左旋或右旋圆偏振光，透过右旋或左旋圆偏振光的其他材料制成。
110.在本技术的一些示例中，所述第二偏振元件70的透过轴与所述第二相位延迟器60
的快轴或者慢轴之间的夹角为45
°
。
111.第二相位延迟器60可以位于第一偏振反射元件30和第二偏振元件70之间。第二相位延迟器60具有快轴和慢轴，第二相位延迟器60的快轴或慢轴方向可以与靠近显示屏幕90的第一偏振元件80的透过轴方向成任意角度。第二偏振元件70的透过轴方向与第二相位延迟器60的快轴或慢轴方向夹角为正45
°
或负45
°
。
112.在本技术的一个具体实施例中，如图3所示，光学模组包括第一透镜10和第二透镜20，其中，第一透镜10靠近显示屏幕90，第二透镜20靠近人眼01；第一偏振反射元件30设于第一透镜10靠近显示屏幕90的表面(后表面)，所述第二偏振元件70、所述第二相位延迟器60、所述第二偏振反射元件50及所述第一相位延迟器40层叠设置形成复合膜，所述复合膜设于所述第二透镜20远离所述显示屏幕90的表面(前表面)；在显示屏幕90的出光面贴装有第一偏振元件80。
113.本技术的实施例中，第二偏振元件70、第二相位延迟器60、第二偏振反射元件50及第一相位延迟器40均可以设计为膜结构，相互之间可以通过光学胶粘接形成复合膜，再将该复合膜通过光学胶贴装于所述第二透镜20的前表面。这种方式可以降低第二偏振元件70、第二相位延迟器60、第二偏振反射元件50及第一相位延迟器40的装配难度，还可以有助于减小光学模组总长。
114.此外，第二偏振元件70、第二相位延迟器60、第二偏振反射元件50及第一相位延迟器40也可以为独立器件设置于光路结构中。
115.根据上述具体实施例提供的光学模组，光线的传播过程如下：
116.如图3所示，显示屏幕90发出的光线02透过第一偏振元件80后成为水平线偏振光，透过第一偏振反射元件30后成为水平线偏振光，透过第一相位延迟器40后，成为左旋或右旋圆偏振光；然后被第二偏振反射元件50反射后，成为右旋或左旋圆偏振光，透过第一相位延迟器40后，成为竖直线偏振光，然后由第一偏振反射元件30反射后，形成竖直线偏振光，再次透过第一相位延迟器40后，成为右旋或左旋圆偏振光，然后透过第二偏振反射元件50后，成为右旋或左旋圆偏振光，再透过第二相位延迟器60后，成为水平线偏振光，然后透过第二偏振元件70后，进入人眼01成像。
117.在本技术的一些示例中，所述第一相位延迟器40和所述第二相位延迟器60中的至少一个为四分之一波片。
118.本技术实施例提供的光学模组，可以提升光效利用率。比传统的折叠光学模组，光学利用率可以提升三倍，甚至更高。还可以保证较好的成像质量。
119.实施例1
120.如图1所示，所述光学模组沿光轴100方向依次包括第一透镜10及第二透镜20，第一透镜10位于靠近显示屏幕90的一侧，第二透镜20位于远离显示屏幕90的一侧或者靠近人眼01的一侧；
121.第一偏振反射元件30设于第一透镜10靠近显示屏幕90的表面(后表面)，第二偏振元件70、第二相位延迟器60、第二偏振反射元件50及第一相位延迟器40层叠设置形成复合膜，复合膜设于所述第二透镜20远离所述显示屏幕90的表面(前表面)；在显示屏幕90的出光面贴装有第一偏振元件80，显示屏幕90的出光面用于发射出入射光线；
122.其中，所述第一偏振反射元件30被配置为水平线偏振光透过，竖直线偏振光反射；
所述第二偏振反射元件50被配置为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光中的一种透过，左旋圆偏振光和右旋圆偏振光中的另一种反射；
123.其中，第一相位延迟器40及第二相位延迟器60均为四分之一波片；
124.第一偏振反射元件30的透过轴与所述第一偏振元件80的透过轴平行；所述第二偏振元件70的透过轴与所述第二相位延迟器60的快轴或者慢轴之间的夹角为45
°
。
125.在表1中示出了实施例1提供的光学模组的具体参数。
126.表1结构参数表
[0127][0128]
图4至图6分别示出了在450nm、540nm、610nm下，本技术实施例提供的光学模组调制传递函数mtf曲线。
[0129]
从图4至图6中可以看出：在20lp/mm空间频率下：
[0130]
450nm波长下，光学模组的mtf值高于0.84；
[0131]
540nm波长下，光学模组的mtf值高于0.78；
[0132]
610nm波长下，光学模组的mtf高于0.6。
[0133]
本技术实施例提供的光学模组可以清晰成像。
[0134]
根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括壳体，以及如上述所述的光学模组。
[0135]
所述头戴显示设备例如为vr头戴设备，包括vr眼镜或者vr头盔等，本技术实施例对此不做具体限制。
[0136]
本技术实施例的头戴显示设备的具体实施方式可以参照上述光学模组各实施例，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0137]
上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化
特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
[0138]
虽然已经通过示例对本技术的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本技术的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本技术的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本技术的范围由所附权利要求来限定。

技术特征：

1.一种光学模组，其特征在于，所述光学模组包括第一偏振反射元件(30)、第一相位延迟器(40)及第二偏振反射元件(50)，其中，所述第一相位延迟器(40)位于所述第一偏振反射元件(30)与所述第二偏振反射元件(50)之间；所述第一偏振反射元件(30)被配置为水平线偏振光和竖直线偏振光其中的一种透过，水平线偏振光和竖直线偏振光其中的另一种反射；所述第二偏振反射元件(50)被配置为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光其中的一种透过，左旋圆偏振光和右旋圆偏振光其中的另一种反射；所述光学模组还包括至少一个透镜，所述至少一个透镜位于所述第一偏振反射元件(30)与所述第二偏振反射元件(50)之间。2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述至少一个透镜包括第一透镜(10)和第二透镜(20)；所述第一透镜(10)和所述第二透镜(20)位于所述第一偏振反射元件(30)与所述第一相位延迟器(40)之间。3.根据权利要求2所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括显示屏幕(90)，所述第一透镜(10)位于靠近所述显示屏幕(90)的一侧，所述第二透镜(20)位于远离所述显示屏幕(90)的一侧。4.根据权利要求3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元件(80)，所述第一偏振元件(80)位于所述第一偏振反射元件(30)靠近所述显示屏幕(90)的一侧。5.根据权利要求4所述的光学模组，其特征在于，所述第一偏振反射元件(30)的透过轴与所述第一偏振元件(80)的透过轴平行；所述第一偏振元件(80)的透过轴与所述第一相位延迟器(40)的快轴或者慢轴之间的夹角为45
°
。6.根据权利要求4所述的光学模组，其特征在于，所述第一偏振元件(80)设于所述显示屏幕(90)的发光面；所述第一偏振反射元件(30)设于所述第一透镜(10)靠近所述显示屏幕(90)的表面；所述第一相位延迟器(40)及所述第二偏振反射元件(50)层叠设置并设于所述第二透镜(20)远离所述显示屏幕(90)的表面。7.根据权利要求4所述的光学模组，其特征在于，所述第一偏振元件(80)与所述显示屏幕(90)的发光面之间设置有透镜；且/或，所述第一偏振元件(80)与所述第一偏振反射元件(30)之间设置有透镜。8.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第二偏振反射元件(50)背离所述第一相位延迟器(40)的一侧设置有透镜。9.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述至少一个透镜包括第一透镜(10)和第二透镜(20)；所述第一透镜(10)位于所述第一偏振反射元件(30)与所述第一相位延迟器(40)之间，所述第二透镜(20)位于所述第一相位延迟器(40)与所述第二偏振反射元件(50)之间。10.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述至少一个透镜包括第一透镜(10)和第二透镜(20)；
所述第一透镜(10)和所述第二透镜(20)位于所述第一相位延迟器(40)与所述第二偏振反射元件(50)之间。11.根据权利要求1-10中任一项所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括第二相位延迟器(60)和第二偏振元件(70)；所述第二相位延迟器(60)和所述第二偏振元件(70)位于所述第二偏振反射元件(50)背离所述第一相位延迟器(40)的一侧，其中，所述第二相位延迟器(60)位于所述第二偏振元件(70)与所述第二偏振反射元件(50)之间。12.根据权利要求11所述的光学模组，其特征在于，所述第二偏振元件(70)的透过轴与所述第二相位延迟器(60)的快轴或者慢轴之间的夹角为45
°
。13.根据权利要求11所述的光学模组，其特征在于，所述第二偏振元件(70)、所述第二相位延迟器(60)、所述第二偏振反射元件(50)及所述第一相位延迟器(40)依次层叠设置形成复合膜，所述复合膜设于所述第二透镜(20)远离所述显示屏幕(90)的表面。14.一种头戴显示设备，其特征在于，包括：壳体；以及如权利要求1-13中任一项所述的光学模组。

技术总结

本申请实施例公开了一种光学模组以及头戴显示设备；光学模组包括第一偏振反射元件、第一相位延迟器及第二偏振反射元件，第一相位延迟器位于第一偏振反射元件与第二偏振反射元件之间；第一偏振反射元件被配置为水平线偏振光和竖直线偏振光其中的一种透过，水平线偏振光和竖直线偏振光其中的另一种反射；第二偏振反射元件被配置为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光其中的一种透过，左旋圆偏振光和右旋圆偏振光其中的另一种反射；光学模组还包括至少一个透镜，至少一个透镜位于第一偏振反射元件与第二偏振反射元件之间。本申请实施例提供的光学方案采用了两种不同的偏振反射元件，取消了分光元件，可有效提升光学模组的光能利用率。可有效提升光学模组的光能利用率。可有效提升光学模组的光能利用率。