CN113219667A - 光学镜组和头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学镜组和头戴显示设备，光学镜组包括：第一透镜、第二透镜、四分之一波片和半反半透膜，第一透镜包括相对设置的第一表面和第二表面，第一透镜还包括相对设置的入光面和出光面，入光面连接于第一表面和第二表面，出光面连接于第一表面和第二表面，经入光面射入的光线在第一表面和第二表面之间全反射，出光面设置偏振反射膜；第二透镜邻近第一透镜的第二表面设置；四分之一波片设于第一透镜的第二表面背离所述第一表面的一侧；半反半透膜设于四分之一波片背离第一透镜的一侧。本发明的技术方案能够有效减小头戴显示设备的体积，方便用户使用穿戴。

Description

光学镜组和头戴显示设备

技术领域

本发明涉及光学显示技术领域，尤其涉及一种光学镜组和头戴显示设备。

背景技术

头戴显示(Head mounted display)设备是一种能够提供身临其境体验的电子产品，目前头戴显示设备的显示原理包括增强现实(Augmented Reality)技术，简称AR显示技术，AR显示用于将内部光线和外部光线叠加在一起，从而在外界真实画面的基础上添加虚拟图像。

而为了将光线在人眼位置显示成像，需要光线在头戴显示设备内具有足够大的空间，来保证头戴显示设备拥有足够的光程。但是如此导致头戴显示设备的体积过大，用户穿戴不方便。

发明内容

基于此，针对现有头戴显示设备的体积较大，不便于用户使用穿戴的问题，有必要提供一种光学镜组和头戴显示设备，旨在减小头戴显示设备的体积，方便用户使用穿戴。

为实现上述目的，本发明提出的一种光学镜组，所述光学镜组包括：

第一透镜，所述第一透镜包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面相互平行，所述第一透镜还包括相对设置的入光面和出光面，所述入光面连接于所述第一表面和所述第二表面，所述出光面连接于所述第一表面和所述第二表面，所述出光面设置偏振反射膜；

第二透镜，所述第二透镜邻近所述第一透镜的第二表面设置，经所述入光面射入的光线在所述第一表面和所述第二表面之间全反射；

四分之一波片，所述四分之一波片设于所述第一透镜的第二表面背离所述第一表面的一侧；以及

半反半透膜，所述半反半透膜设于所述四分之一波片背离所述第一透镜的一侧。

可选地，所述出光面为非球面或自由曲面。

可选地，所述第一透镜的出光面朝向背离所述第二透镜的方向凸起。

可选地，所述第一表面和所述第二表面相互平行。

可选地，所述第二透镜包括相对设置的第三表面和第四表面，所述第三表面与所述第四表面平行，所述第三表面面向所述第一透镜；

所述第一透镜的出光面于所述第二表面对应面积为第一面积，所述第三表面的面积为第二面积，所述第二面积大于或等于所述第一面积。

可选地，所述第二表面包括受光区和非受光区，经所述入光面射入的光线在所述第一表面和所述受光区之间全反射，所述第二透镜还包括胶合部，所述胶合部自所述第三表面向所述非受光区延伸，并胶合连接于所述非受光区。

可选地，所述光学镜组还包括第三透镜，所述第三透镜包括相对设置的第五表面和第六表面，所述四分之一波片设于所述第五表面，所述半反半透膜设于所述第六表面，所述第三透镜的第五表面面向所述第一透镜，所述第六表面面向所述第二透镜，所述第二透镜的第三表面开设凹槽，所述第三透镜胶合设置于所述凹槽内。

可选地，所述第六表面为非球面或自由曲面，所述第六表面与所述第二透镜的胶合位置结构相同。

可选地，所述半反半透膜设于所述第二透镜的第三表面，所述四分之一波片设于所述半反半透膜面向所述第一透镜的表面。

可选地，所述四分之一波片设于所述第二透镜的第三表面，所述半反半透膜设于所述第二透镜的第四表面。

可选地，所述光学镜组还包括增透膜，所述增透膜设于所述第二透镜的第四表面。

可选地，所述光学镜组还包括第四透镜，所述第四透镜设于所述第一透镜的出光面，所述第四透镜包括相对设置的第七表面和第八表面，所述第七表面与所述第一表面处于同一平面，所述第八表面与所述第二表面处于同一平面。

可选地，所述第四透镜包括面向所述第一透镜的胶合面，所述胶合面的结构和所述第一透镜的出光面的结构相同，所述第四透镜与所述第一透镜胶合设置。

可选地，所述第二透镜沿所述第二表面向所述第八表面延伸，所述第二透镜的一端与所述第一透镜胶合设置，所述第二透镜的另一端与所述第四透镜胶合设置。

可选地，所述光学镜组包括显示器，所述显示器具有出射光线的出光面，所述出光面与所述水平面之间的夹角为θ，则满足：30°＜θ＜70°。

此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括外壳和如上文所述光学镜组，所述光学镜组设于所述外壳。

本发明提出的技术方案中，光线经过第一透镜的入光面射入，光线先照射到第一透镜的第一表面或者是照射到第一透镜的第二表面，光线的入射角大于或等于全反射的临界角，光线由光密介质射向光疏介质，光线在第一表面或第二表面满足光线的全发射，光线射向第一透镜的出光面。偏振反射膜具有偏振透射方向，光线在第一次经过偏振反射膜时，光线的偏振方向与偏振反射膜的透射方向不同，光线被偏振反射膜反射。反射的光线经过四分之一波片，线偏振光转化为圆偏振光。圆偏振光在经过半反半透膜时，部分光线反射，部分光线透射。反射的圆偏振光的旋转方向发生反向，圆偏振光再经过四分之一波片时，圆偏振光转化为线偏振光。此时线偏振光的偏振方向与偏振反射膜的透射方向相同，光线透射出偏振反射膜，在人眼位置成像显示。本发明的技术方案，通过光线在第一透镜和第二透镜内传递，减小光学镜组的体积，从而在保证光线的光程情况下，减小头戴显示设备的体积，便于用户穿戴。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明光学镜组其中一实施例的光线传播路径的示意图；

图2为图1中光学镜组的结构示意图；

图3为图2中光学镜组的分解结构示意图；

图4为本发明光学镜组另一实施例的结构示意图；

图5为图1中光学镜组的调制传递函数图；

图6为图1中光学镜组的点列图；

图7为图1中光学镜组的场曲与畸变图；

图8为图1中光学镜组的色差图；

图9为图1中光学镜组的相对照度图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	第一透镜	310	第五表面
110	第一表面	320	第六表面
				120	第二表面	400	第四透镜
130	入光面	410	第七表面
				140	出光面	420	第八表面
200	第二透镜	430	胶合面
				201	凹槽	500	显示器
210	第三表面	510	光线
				220	第四表面	600	人眼位置
300	第三透镜

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在相关头戴显示的技术领域中，AR显示设备内设置有光源，外界光线510也能够进入到AR显示设备的内部，光源发射的光线510和外部光线510相互叠加，从而在外界真实画面的基础上添加图像。为了保证光线510具有足够的传输空间，头戴显示设备的体积过大，由此导致用户在穿戴的过程中十分不便。

为了解决上述问题，参阅图1至图3所示，本发明提供一种光学镜组，光学镜组包括：第一透镜100、第二透镜200、四分之一波片和半反半透膜。光学镜组包括的透镜数量不限于第一透镜100和第二透镜200，可包括两个以上的透镜。这些光学透镜组成的光学镜组的折射率为n，色散系数为v，并且满足：1.45<n<1.60，50<v<75。第一透镜100和第二透镜200可以是光学塑料材质，也可以是光学玻璃材质。玻璃材质能够使第一透镜100和第二透镜200获得较高的光学特性，例如获得较高的透过率。而光学塑料易于透镜的加工，可以通过注塑成型的方式加工成型第一透镜100和第二透镜200。四分之一波片和半反半透膜设于第一透镜100和第二透镜200之间。四分之一波片和半反半透膜可以是独立的光学元件，也可以是膜层结构。四分之一波片和半反半透膜为独立的光学元件时，分别与第一透镜100和第二透镜200间隔一定距离设置。四分之一波片和半反半透膜为膜层结构时，可以设置在第一透镜100的表面或者第二透镜200的表面。设置方式可以为贴覆，或者是镀膜的方式。

具体地，第一透镜100包括相对设置的第一表面110和第二表面120，第一透镜100还包括相对设置的入光面130和出光面140，入光面130连接于第一表面110和第二表面120，出光面140连接于第一表面110和第二表面120，出光面140设置偏振反射膜，经入光面130射入的光线510在第一表面110，满足光的全反射条件，入射角大于或等于临界角，光线510由光密介质射向光疏介质。光线510在第二表面120也满足光的全反射条件，光线510的入射角大于或等于临界角，光线510由光密介质射向光疏介质。其中光线510可以先射向第一表面110，再射向第二表面120。也可以是先射向第二表面120，再射向第一表面110。也就是说，入光面130的倾斜方向可以朝向第一表面110，也可以朝向第二表面120，根据发射光线510的显示器500的位置进行设定。偏振反射膜可以贴覆在出光面140，也可以镀制在出光面140。

第二透镜200邻近第一透镜100的第二表面120设置，四分之一波片设于第一透镜100的第二表面120背离第一表面110的一侧，半反半透膜设于四分之一波片背离第一透镜100的一侧。第二透镜200邻近第一透镜100，可以理解为第一透镜100和第二透镜200之间间隔一定的间隙，或者是第一透镜100和第二透镜200之间部分位置间隔开。如此，使光线510在射向第二表面120时，满足光线510由光密介质射入光疏介质，保证光线510能够全反射，射向第一透镜100的出光面140，避免由于第一透镜100和第二透镜200抵接在一起，光线510直接由第一透镜100射向第二透镜200。其中第一透镜100的厚度在2mm至8mm之间，第二透镜200的厚度小于3mm，可知第一透镜100和第二透镜200组合的厚度依然较薄。需要指出的是，本实施例中，四分之一波片和半反半透膜可以设置在第二透镜的同一表面，也可以分设在第二透镜的相对两个表面上。

本实施例提出的技术方案中，光线510经过第一透镜100的入光面130射入，光线510先照射到第一透镜100的第一表面110或者是照射到第一透镜100的第二表面120，光线510的入射角大于或等于全反射的临界角，光线510由光密介质射向光疏介质，光线510在第一表面110或第二表面120满足光线510的全发射，光线510射向第一透镜100的出光面140。偏振反射膜具有偏振透射方向，光线510在第一次经过偏振反射膜时，光线510的偏振方向与偏振反射膜的透射方向不同，光线510被偏振反射膜反射。反射的光线510经过四分之一波片，线偏振光转化为圆偏振光。圆偏振光在经过半反半透膜时，部分光线510反射，部分光线510透射。反射的圆偏振光的旋转方向发生反向，圆偏振光再经过四分之一波片时，圆偏振光转化为线偏振光。此时线偏振光的偏振方向与偏振反射膜的透射方向相同，光线510透射出偏振反射膜，在人眼位置600成像显示。本实施例的技术方案，通过光线510在第一透镜100和第二透镜200内传递，减小光学镜组的体积，从而在保证光线510的光程情况下，减小头戴显示设备的体积，便于用户穿戴。

需要指出的是，显示器500发射的光线510为偏振光，如果显示器500发射的光线510为圆偏振光，则在显示器500的出光面140设置四分之一波片，从而将圆偏振光转化为线偏振光。另外，为了保护显示器500的出光面140，还可以在显示器500的出光面140设置透明保护板。透明保护板可以胶合设置在第一透镜100的出光面140，从而将显示器500固定在第一透镜100上。胶合设置通过UV(Ultraviolet)胶水胶合作用。

在上述实施例中，可知，光线510在第一透镜100和第二透镜200之间多次折反射。其中，部分光线510远离光轴，在光轴附近位置和远离光轴位置之间光程路径不同。由此容易，产生像差。为了减少像差的产生，将出光面140为非球面。通过出光面140的非球面的设计，出光面140的曲率半径由中心位置到边缘位置逐渐变化，例如，逐渐增大，或者逐渐减小。通过曲率半径的逐渐变化，调整位于边缘位置的光线510聚焦位置，进而减少像差的产生。

此外，还可以将出光面140设计成自由曲面，自由曲面的曲率半径设计更加多样。可以理解为，自由曲面是将多个非球面组合到了一起，多个非球面组合形成的自由曲面能够减少像差的同时，还能够减少设置多个非球面而需要的安装空间。

在上述实施例中，第一透镜100的出光面140朝向背离第二透镜200的方向凸起。通过凸起的设置，光线510经过第一透镜100的出光面140时，光线510向出光面140的中间位置偏折，从而形成光线510的会聚效果。继而光线510向人眼位置600会聚，使光线510在人眼位置600聚焦成像。

在上述实施例中，第一表面110和第二表面120相互平行。如此便于第一透镜100的加工制作。另外，光线在两个相互平行的表面之间全反射，能够保证入射角度相同，如此保证光线在第一表面110和第二表面120之间有效的全反射。

在上述实施例中，四分之一波片和半反半透膜为膜层结构，四分之一波片和半反半透膜依附于第二透镜200设置。四分之一波片和半反半透膜对应第一透镜100的出光面140设置。四分之一波片和半反半透膜可以整面的设置在第二透镜200的表面。为了提高光线510的反射效率，偏振反射膜也可以整面贴覆在第一透镜100的出光面140，光线510在经过偏振反射膜的反射后，射向第二透镜200。进一步地，为了光线510的利用效率，第二透镜200包括相对设置的第三表面210和第四表面220，第三表面210与第四表面220平行，第三表面210面向第一透镜100；第一透镜100的出光面140于第二表面120对应面积为第一面积，第三表面210的面积为第二面积，第二面积大于或等于第一面积。由于四分之一波片和半反半透膜依附于第二透镜200设置，第二面积可以理解为四分之一波片和半反半透膜占据的面积。第二面积大于或等于第一面积，可以使四分之一波片和半反半透膜占据的面积较大，保证经过偏振反射膜反射的光线510均能够经过四分之一波片和半反半透膜，从而提高了光线510的利用效率。

在上述实施例中，第二表面120包括受光区和非受光区，经入光面130射入的光线510在第一表面110和受光区之间全反射，第二透镜200还包括胶合部，胶合部自第三表面210向非受光区延伸，并胶合连接于非受光区。受光区可以理解为光线510在第二表面120全反射时，光线510能够照射到的区域。非受光区可以理解为，光线510在第二表面120全反射时，光线510无法照射到的区域。为了使光学镜组的结构更加紧凑，通过胶合部将第二透镜200与第一透镜100胶合在一起。胶合部的材质与第二透镜200的材质相同，为了避免影响光线510在第二表面120的全反射。胶合部连接在非受光区。整体的胶合透镜，如此胶合镜组整体更加紧凑，结构的稳定性更高。

再次参阅图1所示，为了进一步保证光线510的成像效果，光学镜组还包括第三透镜300，第三透镜300包括相对设置的第五表面310和第六表面320，四分之一波片设于第五表面310，半反半透膜设于第六表面320，第三透镜300的第五表面310面向第一透镜100，第六表面320面向第二透镜200，第二透镜200的第三表面210开设凹槽201，第三透镜300胶合设置于凹槽201内。本实施例可以应用在增强现实技术中，外界的光线510依次通过第二透镜200、第三透镜300和第一射入，内部光线510和外界光线510叠加在一起，在人眼位置600显示成像。增加的第三透镜300能够完成对内部光线510和外界光线510的校正成像。其中，第三透镜300的厚度也小于3mm，保证第三透镜300能够嵌设在第二透镜200内。

在上述实施例中，为了减少像差的产生，第六表面320为非球面或自由曲面。第六表面320为非球面，通过第六表面320的非球面的设计，第六表面320的曲率半径由中心位置到边缘位置逐渐变化，例如，逐渐增大，或者逐渐减小。通过曲率半径的逐渐变化，调整位于边缘位置的光线510聚焦位置，进而减少像差的产生。此外，还可以将第六表面320设计成自由曲面，自由曲面的曲率半径设计更加多样。可以理解为，自由曲面是将多个非球面组合到了一起，多个非球面组合形成的自由曲面能够减少像差的同时，还能够减少设置多个非球面而需要的安装空间。另外，为了使第二透镜200和第三透镜300配合的更加紧密，第六表面320与第二透镜200的胶合位置结构相同。本实施例中，通过第一透镜100的出光面140和第三透镜300的第六表面320的结合作用可以有效的会聚光线510，使光线510在人眼位置600清晰成像。本实施例中，光学镜组的光焦度为φ，0<φ<0.08。

参阅图4所示，为了进一步减少光学镜组的体积，四分之一波片和半反半透膜均为膜层结构。四分之一波片和半反半透膜设置在第二透镜200的同一表面。具体地，半反半透膜设于第二透镜200的第三表面210，四分之一波片设于半反半透膜面向第一透镜100的表面。

此外，还可以将四分之一波片和半反半透膜分别设置在第二透镜200的相对两个表面上。具体地，四分之一波片设于第二透镜200的第三表面210，半反半透膜设于第二透镜200的第四表面220。

为了提高光线510的透过率，光学镜组还包括增透膜，增透膜设于第二透镜200的第四表面220。通过增透膜的设置，可以提高光线510的通过数量。增透膜可以是贴覆设置，也可以采用镀膜设置。粘贴设置时，操作简单，易于完成。镀膜设置时，能够使膜层更加牢固，且镀膜能够提高膜层的致密性，增加增透膜的耐磨性。

在本申请的一实施例中，光学镜组还包括第四透镜400，第四透镜400设于第一透镜100的出光面140，第四透镜400包括相对设置的第七表面410和第八表面420，第七表面410与第一表面110处于同一平面，第八表面420与第二表面120处于同一平面。可以说第一透镜100和第四透镜400的厚度相同，如此，在组装光学镜组时，便于第一透镜100和第四透镜400的对接，可以使第一透镜100和第二透镜200形成一个整体结构。第四透镜400还能够对光线510进行进一步的成像解析。第一透镜100的厚度在2mm至8mm之间，第四透镜400的厚度也在2mm至8mm之间，可知第一透镜100和第四透镜400的厚度都较薄。另外，第一透镜100、第二透镜200、第三透镜300和第四透镜400都可以采用光学塑料加工获得，光学材料重量较轻，如此形成的光学镜组可以实现轻薄的效果。光学塑料的材质可以为EP7000，还可以是K26R。

在上述实施例中，为了进一步减少光学镜组的体积，第四透镜400包括面向第一透镜100的胶合面430，胶合面430的结构和第一透镜100的出光面140的结构相同，第四透镜400与第一透镜100胶合设置。将第一透镜100和第四透镜400胶合在一起，同时，为了便于第一透镜100和第四透镜400的胶合，胶合面430与第一透镜100的出光面140的结构相同。两者结构相同，是指两者的面型结构相同。比如，第一透镜100的出光面140为非球面，则胶合面430也为非球面，且两者的曲率半径相同，弧长也相同。

进一步地，为了提高光学镜组的整体强度，第二透镜200沿第二表面120向第八表面420延伸，第二透镜200的一端与第一透镜100胶合设置，第二透镜200的另一端与第四透镜400胶合设置。第二透镜200胶合固定在两个透镜上，在第一透镜100和第二透镜200已经胶合固定的基础上，进一步的通过第二透镜200的胶合设置，增加了第一透镜100和第四透镜400的胶合受力位置。从而提高光学镜组的整体强度。

非球面的面型通过公式计算，具体的，偶次非球面是非球面的其中一种，偶次非球面的计算表面公式主要采用偶次非球面系数。具体地，计算公式为

其中，z是沿光轴方向的坐标，Y为径向坐标，C为在光轴上各光学面的曲率，k为圆锥系数(Coin Constant)，α_i是各高次项的偶次非球面系数，2i是非球面系数的阶数(Theorder of Aspherical Coefficient)，N为取值点数。例如α_i包括α₁、α₂和α₃。

图1中实施例的偶次非球面的具体参数表一。

表一

图2中实施例的偶次非球面的具体参数表二。

表二

在上述实施例中，光学镜组包括显示器，显示器具有出射光线的出光面，出光面与水平面之间的夹角为θ，则满足：30°＜θ＜70°。夹角θ在30°至70°之间设置，可以保证保证光线在经过第一透镜的出光面的入射角大于或等于全反射的临界角，从而保证第一光线射向第二入射区。水平面可以理解为用户穿戴设置有光学镜组的头戴显示设备时，正常站立的地面，也可以理解为海平面，或者是头戴显示设备静止放置时的放置面。

图5为本发明光学镜组的调制传递函数图，即MTF(Modulation TransferFunction)图，MTF图用于是指调制度与图像内每毫米线对数之间的关系，用于评价对景物细部还原能力；其中最上面黑色实线是理论上没有像差的曲线，越靠近黑色实线成像质量越好。

图6为本发明光学镜组的点列图；其中点列图是指由一点发出的许多光线经光学组件后，因像差使其与像面的交点不再集中于同一点，而形成了一个散布在一定范围的弥散图形，用于评价所述投影光学系统的成像质量。均方根半径值和几何半径值越小成像质量越好。区域1～6的排列顺序是由左至右，由上至下。

图7为本发明光学镜组的场曲与畸变图，其中，场曲是指像场弯曲，主要用于表示光学组件中，整个光束的交点与理想像点的不重合程度。畸变是指物体通过光学组件成像时，物体不同部分有不同的放大率的像差，畸变会导致物像的相似性变坏，但不影响像的清晰度。

图8为本发明光学镜组的色差图，其中，垂轴色差是指又称为倍率色差，主要是指物方的一根复色主光线，因折射系统存在色散，在像方出射时变成多根光线。

图9为本发明光学镜组的相对照度图，在一个视角方向上测量得出的照度值，反映光学组件成像的亮度情况，一般中心亮度高，周边亮度低。

本发明还提供一种头戴显示设备，头戴显示设备包括外壳和如上文光学镜组，光学镜组设于外壳。光学镜组可以设于外壳内，也可以采用半包的方式包裹光学镜组。通过外壳保护，还能够起到防灰防水的作用。

其中，头戴显示设备的具体实施方式，可以参照光学镜组的实施例，在此不在赘述。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (16)

1.一种光学镜组，其特征在于，所述光学镜组包括：

第一透镜，所述第一透镜包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一透镜还包括相对设置的入光面和出光面，所述入光面连接于所述第一表面和所述第二表面，所述出光面连接于所述第一表面和所述第二表面，所述出光面设置偏振反射膜，经所述入光面射入的光线在所述第一表面和所述第二表面之间全反射；

第二透镜，所述第二透镜邻近所述第一透镜的第二表面设置；

四分之一波片，所述四分之一波片设于所述第一透镜的第二表面背离所述第一表面的一侧；以及

半反半透膜，所述半反半透膜设于所述四分之一波片背离所述第一透镜的一侧。

2.如权利要求1所述的光学镜组，其特征在于，所述出光面为非球面或自由曲面。

3.如权利要求1所述的光学镜组，其特征在于，所述第一透镜的出光面朝向背离所述第二透镜的方向凸起。

4.如权利要求1至3中任一项所述的光学镜组，所述第一表面和所述第二表面相互平行。

5.如权利要求1至3中任一项所述的光学镜组，其特征在于，所述第二透镜包括相对设置的第三表面和第四表面，所述第三表面与所述第四表面平行，所述第三表面面向所述第一透镜；

所述第一透镜的出光面于所述第二表面对应面积为第一面积，所述第三表面的面积为第二面积，所述第二面积大于或等于所述第一面积。

6.如权利要求5所述的光学镜组，其特征在于，所述第二表面包括受光区和非受光区，经所述入光面射入的光线在所述第一表面和所述受光区之间全反射，所述第二透镜还包括胶合部，所述胶合部自所述第三表面向所述非受光区延伸，并胶合连接于所述非受光区。

7.如权利要求6所述的光学镜组，其特征在于，所述光学镜组还包括第三透镜，所述第三透镜包括相对设置的第五表面和第六表面，所述四分之一波片设于所述第五表面，所述半反半透膜设于所述第六表面，所述第三透镜的第五表面面向所述第一透镜，所述第六表面面向所述第二透镜，所述第二透镜的第三表面开设凹槽，所述第三透镜胶合设置于所述凹槽内。

8.如权利要求7所述的光学镜组，其特征在于，所述第六表面为非球面或自由曲面，所述第六表面与所述第二透镜的胶合位置结构相同。

9.如权利要求6所述的光学镜组，其特征在于，所述半反半透膜设于所述第二透镜的第三表面，所述四分之一波片设于所述半反半透膜面向所述第一透镜的表面。

10.如权利要求6所述的光学镜组，其特征在于，所述四分之一波片设于所述第二透镜的第三表面，所述半反半透膜设于所述第二透镜的第四表面。

11.如权利要求5所述的光学镜组，其特征在于，所述光学镜组还包括增透膜，所述增透膜设于所述第二透镜的第四表面。

12.如权利要求5所述的光学镜组，其特征在于，所述光学镜组还包括第四透镜，所述第四透镜设于所述第一透镜的出光面，所述第四透镜包括相对设置的第七表面和第八表面，所述第七表面与所述第一表面处于同一平面，所述第八表面与所述第二表面处于同一平面。

13.如权利要求12所述的光学镜组，其特征在于，所述第四透镜包括面向所述第一透镜的胶合面，所述胶合面的结构和所述第一透镜的出光面的结构相同，所述第四透镜与所述第一透镜胶合设置。

14.如权利要求13所述的光学镜组，其特征在于，所述第二透镜沿所述第二表面向所述第八表面延伸，所述第二透镜的一端与所述第一透镜胶合设置，所述第二透镜的另一端与所述第四透镜胶合设置。

15.如权利要求1至3中任一项所述的光学镜组，其特征在于，所述光学镜组包括显示器，所述显示器具有出射光线的出光面，所述出光面与所述水平面之间的夹角为θ，则满足：30°＜θ＜70°。

16.一种头戴显示设备，其特征在于，所述头戴显示设备包括外壳和如权利要求1至15中任一项所述光学镜组，所述光学镜组设于所述外壳。

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