[发明专利]光学模组、光学装置及穿戴式显示装置

说明书

本发明涉及一种光学模组、光学装置及穿戴式显示装置，其中，穿戴式显示装置，包括：两个微型显示模组；两个光学模组，分别用于将两个微型显示器的显示源进行放大及像差校正并经出瞳投射至用户眼睛，两组光学模组沿一个中心轴对称，并且各光学模组的光线出射方向分别与该中心轴具有一夹角，各光学模组包括：第一光学模块，包括依序设置的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜及具有正光焦度的第三透镜，以及第二光学模块，包括由第一非球面、第二非球面及偏转面组成的具有正光焦度的第四光学元件，偏转面提供单次反射，用于改变第一光学模块的光路方向至出瞳方向。本发明提供的光学模组采用有限的光学元件实现高质量的显示图像。

技术领域

本发明涉及光学显示领域，尤其涉及一种适用于近眼显示的光学模组、具有该光学模组的光学装置及具有该光学模组或光学装置的穿戴式显示装置。

背景技术

目前，穿戴式显示设备可以分为穿透式及沉浸式，其中，沉浸式穿戴式显示设备偏重于沉浸的视觉体验，包括提供用户私人影院的高品质体验效果、虚拟场景的真实性娱乐体验等，因此，沉浸式不论应用于何种领域，其对于显示质量的要求都会相对较高。

现有技术及产品中，为了达到较好的显示质量，如大视场、高分辨率的需求，一种方式是通过增加线视场、减小光学模组的放大倍数，以减小畸变等显示问题，来达到显示质量的相对平衡。但该方式下，显示器的尺寸需相对增加，这会导致穿戴式显示设备显示前端的体积及重量增加，对于用户来说其较低的便携性、以及佩戴时较重的负担都会带来不良的体验感受。另一种方式是采用小尺寸的显示器，为了大视场的需求，则需增加多个透镜来提升显示模组的放大倍数。由于放大倍数越高，畸变问题愈加严重，因此需相应增加功能透镜来修正畸变等问题，导致光学模组相对复杂，同样造成显示前端体积及重量的增加。

有鉴于此，需要提供一种相对简化的并且能提供较优显示质量的光学模组。

发明内容

本发明的实施方式提供了一种光学模组、光学装置及穿戴式显示装置，以解决上述背景技术存在的问题。

本发明提供了一种穿戴式显示装置，包括：

微型显示模组，用于输出显示源；

光学模组，用于将所述显示源放大并投射至出瞳，包括：

第一光学模块，包括依序设置的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜及具有正光焦度的第三透镜，以及

第二光学模块，包括由第一非球面、第二非球面及偏转面组成的具有正光焦度的第四光学元件，所述偏转面用于改变第一光学模块的光路方向至出瞳方向。

本发明还提供了一种光学装置，包括光学模组，该光学模组具有：

第一光学模块，包括依序设置的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜及具有正光焦度的第三透镜，以及

第二光学模块，包括由第一非球面、第二非球面及偏转面组成的具有正光焦度的第四光学元件，所述偏转面用于改变第一光学模块的光路方向至出瞳方向。

本发明还提供了一种穿戴式显示装置，包括上述任一项所述的光学装置及微型显示模组；

所述微型显示模组用于提供显示源；

所述光学装置包括的光学模组用于将所述显示源放大的虚像投射至出瞳。

本发明实施例提供的光学模组包括依序设置的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜及具有正光焦度的第三透镜，以及由第一非球面、第二非球面及偏转面组成的具有正光焦度的第四光学元件，通过偏转面改变第一光学模块的光路方向至出瞳方向。第一光学模块与具有第一、第二非球面的第二光学模块搭配以修正像差，采用有限的光学元件实现高质量的显示图像。

附图说明