[实用新型]一种VR光学模组和显示设备

说明书

本申请适用于头戴显示设备技术领域，提供了一种VR光学模组和显示设备，VR光学模组包括距离显示单元由近及远依次设置的分光透镜、第一延迟元件和反射偏振元件，分光透镜设有半反半透膜，且分光透镜靠近第一延迟元件一侧的表面为凸面，反射偏振元件用于透射第一偏振方向的光线并反射第二偏振方向的光线。通过设置反射偏光元件，在半反半透膜和反射偏振膜之间实现了折叠光路，减小了透镜对显示单元发出的光线进行校正需要的厚度，有效减小了VR光学模组的重量，具备更优的人机功效，缓解了用户长时间佩戴VR光学模组时的疲劳感。

技术领域

本申请涉及头戴显示设备技术领域，特别涉及一种VR光学模组和显示设备。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，VR)是一种利用计算机生成模拟环境，通过沉浸式的视觉、听觉等感知设备给予用户身临其境的真实感的技术。有报告认为，人的大脑获取的信息中的80％来自于视觉感知，因此，如何营造沉浸式的视觉体验是VR系统最为重要的问题之一。现有的VR设备通过分别对人的左右眼显示两幅稍有差异的图像的方式实现三维成像的视觉效果。但是人眼在进行聚焦观察时，晶状体的聚焦和眼球的转动是同时进行的。比如，人眼在从观看近处的物体改为观看远处的物体时，晶状体会变薄，以实现对远处物体的聚焦；眼球会稍稍向两侧转动，以使得两眼晶状体的光轴对准远处的物体，这两个变化是同时进行的。

由于VR设备的显示单元距离人眼很近，两眼转动至观察远处物体的位置的同时，晶状体也随之变薄向远处聚焦，因此需要设置一个凹透镜进行校正，呈现一个远处的虚像供人眼观看，防止眩晕。传统的VR设备由于校正镜组过于厚重，用户体验感太差。

发明内容

本申请的目的在于提供一种VR光学模组，旨在解决传统的VR光学模组过于厚重的技术问题。

本申请是这样实现的，包括距所述显示单元由近及远依次设置的分光透镜、第一延迟元件和反射偏振元件，所述分光透镜设有半反半透膜，且所述分光透镜靠近所述第一延迟元件一侧的表面为凸面，所述反射偏振元件用于透射第一偏振方向的光线并反射第二偏振方向的光线；从所述显示单元一侧入射的圆偏振光依次经所述分光透镜、所述第一延迟元件后转化为所述第二偏振方向的光线；该第二偏振方向的光线被所述反射偏振元件反射后到达所述第一延迟元件，且经所述第一延迟元件后转化为圆偏振光到达所述分光透镜并被所述分光透镜反射；经所述分光透镜反射的圆偏振光再经所述第一延迟元件后转化为所述第一偏振方向的光线并穿透所述反射偏振元件进入人眼，所述第一偏振方向的光线与所述第二偏振方向的光线正交。

在本申请的一个实施例中，所述半反半透膜设置在所述分光透镜靠近所述显示单元一侧的表面上。

在本申请的一个实施例中，所述分光透镜靠近所述显示单元一侧的表面为平面、凸面或者凹面。

在本申请的一个实施例中，所述第一延迟元件为第一延迟片；所述反射偏振元件为反射偏振片；所述第一延迟片和所述反射偏振片均贴合在所述分光透镜远离所述显示单元一侧的表面上。

在本申请的一个实施例中，所述第一延迟片为四分之一波片。

在本申请的一个实施例中，当所述显示单元发出线偏振光时，所述VR光学模组还包括：设置于所述分光透镜与所述显示单元的之间的第二延迟元件，所述第二延迟元件用于将所述显示单元发出的线偏振光转化为圆偏振光。

在本申请的一个实施例中，还包括：设置于人眼与所述反射偏振元件之间的吸收型偏振元件。

在本申请的一个实施例中，所述吸收型偏振元件与所述反射偏振元件紧密贴合设置。

本申请的另一目的在于提供一种包括了如上所述的VR光学模组的显示设备，所述显示设备还包括：显示单元、用于承载所述显示单元和所述VR光学模组的壳体，以及连接于所述壳体外侧的穿戴组件。