[發(fā)明專利]光學(xué)模組、近眼顯示裝置和光投射方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011210641.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112379519A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁乾億;吳皓;王天寅;楊興朋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海悠睿光學(xué)有限公司
• 主分類號(hào): G02B27/01
• 分類號(hào): G02B27/01;G02B27/28
• 代理公司: 北京律和信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11446
• 代理人: 郝文博

本發(fā)明提供一種光學(xué)模組，包括：半透半反層，接收?qǐng)A偏光或橢圓偏光；第二相位延遲單元，位于所述半透半反層的光路下游，以接收所述透射的圓偏光或橢圓偏光并調(diào)制后出射；和偏振分光片，設(shè)置在所述第二相位延遲單元的光路下游，所述偏振分光片具有透光軸，其中所述光學(xué)模組還包括位于所述第二相位延遲單元和所述偏振分光片之間的第二相位補(bǔ)償單元，其中所述第二相位補(bǔ)償單元的光軸位于與所述偏振分光片的透光軸正交的平面內(nèi)、或與所述偏振分光片的反光軸正交的平面內(nèi)。通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)模組，能夠減少折疊光路中漏光的發(fā)生，尤其是一些優(yōu)選實(shí)施例能夠在大角度范圍內(nèi)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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大致涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種光學(xué)模組、近眼顯示裝置以及光投射方法。

背景技術(shù)

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

在這種折疊光路的光學(xué)模組中，主要包括依序設(shè)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(jìn)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(guò)此種光學(xué)方案，極大的縮小了產(chǎn)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(yàn)。尤其是當(dāng)光線的入射角較大時(shí)，入射光第一次經(jīng)過(guò)反射式偏振片時(shí)，不一定會(huì)被完全反射，而是會(huì)產(chǎn)生較大比例的漏光現(xiàn)象，一部分光仍然會(huì)通過(guò)反射式偏振片進(jìn)入用戶的眼中，漏光的強(qiáng)度可能會(huì)達(dá)到沿著光軸的信號(hào)光強(qiáng)度的38％，從而影響用戶的觀看體驗(yàn)。

背景技術(shù)部分的內(nèi)容僅僅是公開(kāi)人所知曉的技術(shù)，并不當(dāng)然代表本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種光學(xué)模組，包括：

半透半反層，接收?qǐng)A偏光或橢圓偏光；

第二相位延遲單元，位于所述半透半反層的光路下游，以接收所述透射的圓偏光或橢圓偏光并調(diào)制后出射；和

偏振分光片，設(shè)置在所述第二相位延遲單元的光路下游，所述偏振分光片具有透光軸，

其中所述光學(xué)模組還包括位于所述第二相位延遲單元和所述偏振分光片之間的第二相位補(bǔ)償單元，其中所述第二相位補(bǔ)償單元的光軸位于與所述偏振分光片的透光軸正交的平面內(nèi)、或與所述偏振分光片的反光軸正交的平面內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述的光學(xué)模組，還包括位于所述半透半反層的光路上游的偏光片和第一相位延遲單元，所述偏光片配置成可產(chǎn)生線偏光，所述第一相位延遲單元從所述偏光片接收線偏光并將其調(diào)制為圓偏光或橢圓偏光后出射到所述半透半反層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述第二相位補(bǔ)償單元配置成使得：根據(jù)初次入射到第二相位補(bǔ)償單元上的各入射角的光束的偏振態(tài)分布，對(duì)其進(jìn)行調(diào)制，使得初次入射到第二相位補(bǔ)償單元上的各入射角的光束透過(guò)所述第二相位補(bǔ)償單元后的偏振態(tài)符合被所述偏振分光器反射的條件。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述第一相位延遲單元配置成可令入射到其上的線偏光沿光軸方向的偏振分量產(chǎn)生n*pi+3/4pi的相位延遲、或 n*pi+1/4pi的相位延遲；第二相位延遲單元配置成可令入射到其上的線偏光沿光軸方向的偏振分量產(chǎn)生n*pi+3/4pi的相位延遲、或n*pi+1/4pi的相位延遲，其中n為整數(shù)。