[發明專利]光學模組、近眼顯示裝置和光投射方法

在審

• 申請號: 202011209547.4
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112630965A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 梁乾億;吳皓;王天寅;楊興朋
• 申請（專利權）人: 上海悠睿光學有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B27/28
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 郝文博

本發明提供一種光學模組，依次包括第一相位延遲單元、半透半反層、第二相位延遲單元和偏振分光片，其中所述第一相位延遲單元和第二相位延遲單元同為正相位延遲單元或同為負相位延遲單元，并且滿足以下關系：α₁＝α₂＝45°或135°；或者所述第一相位延遲單元和第二相位延遲單元為類型相反的正相位延遲單元或負相位延遲單元，并且滿足以下關系：α₁＝?α₂＝45°或135°，其中α₁為逆著所述光路方向觀察、入射到所述第一相位延遲單元上的線偏光正入射時的偏振方向逆時針旋轉到第一相位延遲單元的光軸所轉過的角度，α₂為逆著所述光路方向觀察、所述偏振分光片的透光軸逆時針旋轉到第二相位延遲單元的光軸所轉過的角度。通過本發明實施例的光學模組，能夠減少折疊光路中漏光的發生，尤其是一些優選實施例能夠在大角度范圍內減少或者消除折疊光路中的漏光，有助于提高用戶的感受效果。

技術領域

本發明大致涉及光學領域，尤其涉及一種光學模組、近眼顯示裝置以及光投射方法。

背景技術

在虛擬顯示(VR)、增強顯示(AR)、其他混合顯示技術中，需要采用光學模組來向用戶呈現圖像。現有的光學模組一般體積較大，厚度往往在30mm 以上，隨著科技的進步，用戶越來越重視產品的體積以及重量，因此，需要研發一種體積小、重量輕的產品以滿足市場的需求。其中，受限最大的因素為其中的光學模組。為了解決上述的體積和重量問題，許多公司推出基于 pancake技術方案的VR或者AR方案，即基于折疊光路的光學模組。

在這種折疊光路的光學模組中，主要包括依序設置的具有半反半透功能的鏡片、1/4相位延遲片以及反射式偏振片。圖像源進入半反半透功能的鏡片之后，光線在鏡片、相位延遲片以及反射式偏振片之間多次折返的方式，最終從反射式偏振片射出。通過此種光學方案，極大的縮小了產品體積。

但在目前的pancake方案中，入射到用戶眼中的光線，除了用戶期望的光線之外，還有一些非期望的光線，影響用戶體驗。尤其是當光線的入射角較大時，入射光第一次經過反射式偏振片時，不一定會被完全反射，而是會產生較大比例的漏光現象，一部分光仍然會通過反射式偏振片進入用戶的眼中，漏光的強度可能會達到沿著光軸的信號光強度的38％，從而影響用戶的觀看體驗。

背景技術部分的內容僅僅是公開人所知曉的技術，并不當然代表本領域的現有技術。

發明內容

有鑒于現有技術的至少一個問題，本發明提供一種光學模組，依次包括第一相位延遲單元、半透半反層、第二相位延遲單元和偏振分光片，

其中所述第一相位延遲單元和第二相位延遲單元同為正相位延遲單元或同為負相位延遲單元，并且滿足以下關系：α₁＝α₂＝45°或135°；或者所述第一相位延遲單元和第二相位延遲單元為類型相反的正相位延遲單元或負相位延遲單元，并且滿足以下關系：α₁＝-α₂＝45°或135°，

其中α₁為逆著光路方向觀察、入射到所述第一相位延遲單元上的線偏光正入射時的偏振方向逆時針旋轉到第一相位延遲單元的光軸所轉過的角度，α₂為逆著光路方向觀察、所述偏振分光片的透光軸逆時針旋轉到第二相位延遲單元的光軸所轉過的角度。

根據本發明的一個方面，所述光學模組沿著光路方向依次包括所述第一相位延遲單元、半透半反層、第二相位延遲單元和偏振分光片，

其中所述第一相位延遲單元配置成可將入射到其上的光束調制為圓偏光或橢圓偏光；

所述半透半反層位于所述第一相位延遲單元的光路下游，并接收所述圓偏光或橢圓偏光；

所述第二相位延遲單元位于所述半透半反層的光路下游；