CN113391452A - 成像模组、成像模组的组装方法和头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成像模组、成像模组的组装方法和头戴显示设备。其中，成像模组包括：显示屏幕、成像透镜和第一偏振转换器，所述显示屏幕用于出射光线，所述成像透镜设于所述显示屏幕的出光方向，所述第一偏振转换器设于所述成像透镜，光线经所述成像透镜后于出瞳位置会聚成像，所述显示屏幕不同视场出射的光线包括位于中心的主光线，所述主光线均经过所述出瞳位置的中心。本发明的技术方案能够减少杂散的产生，保证用户获得清晰的成像画面。

Description

成像模组、成像模组的组装方法和头戴显示设备

技术领域

本发明涉及光学显示技术领域，尤其涉及一种成像模组、成像模组的组装方法和头戴显示设备。

背景技术

在头戴显示设备(Head Mount Display)中为了减少整个设备的体积，通常在头戴显示设备的内部设计折反射光路，使光线在有限的空间内多次往返传递。为保证光线能够顺利折反射，需要光线转化为统一的偏振状态。但是显示屏幕的光线在经过一些光学器件时，光线的入射角度会发生变化，而不同的入射角度会导致光线转化为不同偏振状态，这些与统一偏振状态不同的光线形成杂散光，杂散光进入到人眼会影响成像清晰度。

发明内容

基于此，针对现有不同入射角度的光线会形成杂散光，杂散光会导致成像清晰度降低的问题，有必要提供一种成像模组、成像模组的组装方法和头戴显示设备，旨在能够减少杂散光的产生，保证用户获得清晰的成像画面。

为实现上述目的，本发明提出一种成像模组，所述成像模组包括：

显示屏幕，所述显示屏幕用于出射光线；

成像透镜，所述成像透镜设于所述显示屏幕的出光方向；以及

第一偏振转换器，所述第一偏振转换器设于所述成像透镜，光线经所述成像透镜后于出瞳位置会聚成像，所述显示屏幕不同视场出射的光线包括位于中心的主光线，所述主光线均经过所述出瞳位置的中心。

可选地，所述显示屏幕的不同视场出射的主光线于所述第一偏振转换器表面的入射角小于或等于5°。

可选地，所述主光线包括位于所述显示屏幕中心视场出射的中心主光线和所述显示屏幕边缘视场出射的边缘主光线，所述中心主光线第一次入射所述第一偏振转换器的入射角为第一中心入射角，所述第一中心入射角为α1，则满足α1＝0°；

所述边缘主光线第一次入射所述第一偏振转换器的入射角为第一边缘入射角，所述第一边缘入射角为β1，则满足0°≤β1≤5°。

可选地，所述成像透镜具有光线入射的入光面和光线出射的出光面，所述第一偏振转换器设于所述成像透镜的入光面或设于所述成像透镜的出光面。

可选地，所述成像模组还包括第二偏振转换器，所述第二偏振转换器设于所述成像透镜的出光面，所述第一偏振转换器设于所述成像透镜的入光面，所述成像透镜的入光面和出光面均为平面；

所述中心主光线第一次入射所述第二偏振转换器的入射角为第二中心入射角，所述第二中心入射角为α2，则满足α2＝0°；

所述边缘主光线第一次入射所述第二偏振转换器的入射角为第二边缘入射角，所述第二边缘入射角为β2，则满足0°≤β2≤5°。

可选地，所述成像透镜包括沿光线传播方向依次设置的第一镜片和第二镜片，所述第一镜片和所述第二镜片的材质相同，所述第一镜片和所述第二镜片胶合设置，所述第一偏振转换器设于所述第一镜片的入光面，所述第二偏振转换器设于所述第二镜片的出光面。

可选地，所述第一偏振转换器和所述第二偏振转换器均为位相延迟器，所述成像模组还包括：

线偏器，所述线偏器设于所述第一偏振转换器背离所述第一镜片的一侧；分光件，所述分光件设于所述第一镜片和所述第二镜片之间；以及

偏振反射器，所述偏振反射器设于所述第二偏振转换器背离所述第二镜片的一侧。

可选地，所述成像模组还包括第三偏振转换器，所述第三偏振转换器为位相延迟器，所述第三偏振转换器设于所述线偏器和所述显示屏幕之间。

可选地，所述成像模组还包括第三镜片，所述第三镜片为正透镜，所述第三镜片设于所述成像透镜背离所述显示屏幕的一侧；

定义垂直于所述成像模组的光轴方向为高度方向，所述成像透镜的高度为D1，所述第三镜片的高度为D2，则满足：D2＜D1。

此外，为了解决上述问题，本发明还提供一种成像模组的组装方法，所述组装方法应用于如上文所述成像模组，所述第一偏振转换器胶合于所述成像透镜，所述组装方法包括：

调整所述第一偏振转换器在所述成像透镜的胶合角度，确定杂散光处于低点时所述第一偏振转换器的胶合位置；

依据确定所述第一偏振转换器的胶合位置胶合固定所述第一偏振转换器。

此外，为了解决上述问题，本发明还提供一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括壳体和如上文所述成像模组，所述成像模组设于所述壳体。

本发明提出的技术方案中，显示屏幕发射光线，光线射向成像透镜。成像透镜用于将显示屏幕的光线传递后，在人眼位置显示成像，即在出瞳位置会聚成像。第一偏振转换器用于改变光线的偏振状态。显示屏幕不同视场下的主光线经过出瞳位置的中心，可知将成像模组理解为一种像方远心系统，不同视场出射的主光线之间平行或者基本平行。如此，显示屏幕不同位置出射的主光线在第一偏振转换器表面的入射角较小。在这种情况下，保证了入射角度尽可能的统一，减少其它入射角度的产生，从而减少其它偏振状态的光线出现，继而减少了杂散光的出现，保证用户获得清晰的成像画面。

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为本发明成像模组一实施例的结构示意图；

图2为图1中成像透镜的部分位置的结构示意图；

图3为图1中成像透镜和第三镜片的高度示意图；

图4为本发明成像模组的组装方法步骤示意图；

图5为图1中成像模组在450nm下的调制传递函数图；

图6为图1中成像模组在540nm下的调制传递函数图；

图7为图1中成像模组在610nm下的调制传递函数图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	显示屏幕	30	第一偏振转换器
101	人眼	40	第二偏振转换器
				110	主光线	50	线偏器
111	中心主光线	60	分光件
				112	边缘主光线	70	偏振反射器
20	成像透镜	80	第三偏振转换器
				210	第一镜片	90	第三镜片
220	第二镜片

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。

在相关技术中，头戴显示设备能够为用户提供虚拟体验，目前的头戴显示设备的体积较大，为了减少头戴显示设备的体积，在头戴显示设备的内部设计折反射光路，使光线在有限的空间内多次往返传递。同时为保证光线能够顺利折反射，需要光线转化为统一的偏振状态。但是显示屏幕的光线在经过一些光学器件时，光线的入射角度会发生变化，尤其是在经过一些偏振转换器时，不同的入射角度会导致光线转化为不同偏振状态，这些偏振状态不同的光线形成杂散光，杂散光进入到人眼会影响成像清晰度。

为了解决上述问题，参阅图1和图2所示，本发明提供一种成像模组，成像模组包括：显示屏幕10、成像透镜20和第一偏振转换器30。显示屏幕10用于出射光线，成像透镜20设置在显示屏幕10的出光方向，第一偏振转换器30设置于成像透镜20，成像透镜20具有入光面和出光面，第一偏振转换器30设置于成像透镜20的入光面或者设置在成像透镜20的出光面。

其中，显示屏幕10包括行列排布的像素点，每个像素点都是一个发光单元，发光单元出射的光线形成一个圆锥形扩散的光线，光线包括位于每个发光单元的中心位置出射的主光线110和辅光线，辅光线在主光线110的周边，辅光线的光强较弱，主光线110占据了扩散光线的大部分光强，控制了主光线110的入射角度，就相当于控制了显示屏幕所有光线的入射角度，因此保证了主光线110的入射角度，就保证了整个光线的入射角度。另外，显示屏幕10的发光原理包括有多种。例如，显示屏幕10的原理包括LCD(Liquid Crystal Display)液晶显示器，或者是LED(LightEmitting Diode)发光二极管，OLED(Organic Light-Emitting Diode)有机发光二极管，Micro-OLED(Micro-Organic Light-Emitting Diode)微型有机发光二极管、ULED(UltraLightEmitting Diode)极致发光二极管，或者DMD(Digital Micromirror Device)数字微镜芯片等。

成像透镜20设于显示屏幕10的出光方向；成像透镜20的作用在于放大解析光线，显示屏幕10的出光面面积较小，例如在VR(Virtual Reality，虚拟现实)显示设备或者AR(Augmented Reality，增强现实)显示设备中，显示屏幕10的尺寸只有几英寸。为了保证用户获得放大后的显示画面，光线需要经过放大，通过成像透镜20保证用户获得能够识别的放大画面。其中，成像透镜20可以是单片镜片，也可以是多个镜片的组合。

第一偏振转换器30设于成像透镜20，第一偏振转换器30用于改变光线的偏振状态，例如，将光线转换为线偏振光，或者将光线转换为圆偏振光，再或者转化为椭圆偏振光，还可以是将光线的偏振状态在线偏振和圆偏振之间切换。光线经成像透镜后于出瞳位置会聚成像，显示屏幕不同视场出射的光线包括位于中心的主光线110，主光线110均经过出瞳位置的中心区域。在理想情况下，主光线110经过出瞳位置的中心点，即主光线110经过一个点。还可以是主光线110经过以出瞳位置的中心点为中心，以一定半径值形成的圆形中心区域。例如，中心区域是以出瞳位置的中心点为圆点，以出瞳像高五分之一为半径形成的圆形区域。经过中心区域的主光线在第一偏振转换器30的表面，基本垂直。第一偏振转换器30可以为独立的光学器件，也可以为膜层结构，第一偏振转换器30通过光学胶粘贴在成像透镜20上。

本实施例提出的技术方案中，显示屏幕10发射光线，光线射向成像透镜20。成像透镜20用于将显示屏幕10的光线传递后，在人眼101位置显示成像，即在出瞳位置会聚成像。第一偏振转换器30用于改变光线的偏振状态。显示屏幕10不同视场下的主光线110经过出瞳位置的中心，可知将成像模组理解为一种像方远心系统，不同视场出射的主光线110之间平行或者基本平行。如此，显示屏幕10不同位置出射的主光线110在第一偏振转换器30表面的入射角较小。在这种情况下，保证了入射角度尽可能的统一，减少其它入射角度的产生，从而减少其它偏振状态的光线出现，继而减少了杂散光的出现，保证用户获得清晰的成像画面。

在上述实施例中，为了进一限定主光线的入射角，减少杂散光的产生。显示屏幕的不同位置出射的主光线110于第一偏振转换器表面的入射角小于或等于5°，具体的入射角在0°至5°之间，例如入射角可以是0°、1°、2°、3°、4°和5°，也可以是带有小数点的入射角度值。由此可知，主光线110之间基本平行，即使在显示屏幕的边缘位置，主光线110的倾斜角度也很小，主光线110的前行方向与第一偏振转换器的表面基本正交，从而减少杂散光的产生。

在上述实施例中，在显示屏幕10的边缘位置，光线更易发散，因此边缘位置的光线更易形成杂散光。为了进一步减少杂散光，主光线110包括位于显示屏幕10中心视场出射的中心主光线111和显示屏幕10边缘视场出射的边缘主光线112，中心主光线111第一次入射第一偏振转换器30的入射角为第一中心入射角，第一中心入射角为α1，则满足α1＝0°，可知中心主光线111垂直入射第一偏振转换器。光线还包括位于显示屏幕10边缘位置出射的边缘主光线112，边缘主光线112第一次入射第一偏振转换器30的入射角为第一边缘入射角，第一边缘入射角为β1，则满足0°≤β1≤5°，例如第一边缘入射角为β1可以是0°、1°、2°、3°、4°和5°，也可以是带有小数点的角度值。也就是说为了减少杂散光，显示屏幕10的边缘位置出射的光线的入射角度在0°至5°之间。第一边缘入射角在该角度范围内，通过第一边缘入射角等于0°或者接近0°，从而减少其它角度入射的光线，保证经过第一偏振转换器30的光线具有相同或者近似的偏振状态，继而减少杂散光。需要指出的是，显示屏幕10具有上端和下端，以显示屏幕10的光轴为中心，显示屏幕10上端出射光线在第一偏振转换器30的表面入射角为正，则显示屏幕10下端出射光线在第二偏振转换器40的表面入射角为负。也可以理解为，显示屏幕10上端出射光线的入射角在0°至5°之间，显示屏幕10下端出射光线的入射角在0°至-5°之间。由于显示屏幕10发射的光线基本都是与其光轴平行，光线聚焦的位置理论上较远，因此，形成成像模组的光学系统，也称为像方远心系统。

在本申请的一实施例中，为了使第一偏振转换器30的位置更加灵活，成像透镜20具有光线入射的入光面和光线出射的出光面，第一偏振转换器30设于成像透镜20的入光面或设于成像透镜20的出光面。需要说明的是，成像透镜20的入光面和成像透镜20的出光面均为平面，第一偏振转换器30设置在其中任一位置。中心主光线111在两个平行的平面间传递，入射角度不会发生偏转。其中，第一偏振转换器30设置在成像透镜20的入光面，第一偏振转换器30更加接近显示屏幕10，此时光线的发散角度更小，更易于减少杂散光。第一偏振转换器30设置在成像透镜20的出光面，光线经过成像透镜20后入射至第一偏振转换器30，使经过成像透镜20解析后的光线在入射第一偏振转换器30。

在本申请的另一实施例中，有时需要在成像模组内完成对光线偏振状态的多次转换。成像模组还包括第二偏振转换器40，第二偏振转换器40设于成像透镜20的出光面，第一偏振转换器30设于成像透镜20的入光面；成像透镜的入光面和出光面均为平面，通过平面设置进一步保证第一偏振转换器的表面和第二偏振转换器的表面与光轴垂直。通过设置第一偏振转换器30和第二偏振转换器40，光线至少可以经过两次偏振态的转换。并且为了保证光线在第二偏振转换器40的表面也减少杂散光的产生。显示屏幕10发射的中心主光线111在经过第一偏振转换器30后，中心主光线111射向第二偏振转换器40，中心主光线111第一次入射第二偏振转换器40的入射角为第二中心入射角，第二中心入射角为α2，则满足α2＝0°；边缘主光线112第一次入射第二偏振转换器40的入射角为第二边缘入射角，第二边缘入射角为β2，则满足0°≤β2≤5°。例如第二边缘入射角为β2可以是0°、1°、2°、3°、4°和5°，也可以是带有小数点的角度值。第二偏振转换器40在成像透镜20的安装位置也为平面，由此可知中心主光线111在垂直入射成像透镜20的入光面后，在成像透镜20的出光面垂直射出，进而中心主光线111在第二偏振转换器40的入射角也为零度，即第二中心入射角α2为零度。在零度的情况下，保证光线形成统一的偏振状态，减少杂散光。此外，边缘主光线112也依次经过两个垂直于显示屏幕10光轴的情况下，边缘主光线112的入射角度只发生很小的变化，或者是不发生变化，边缘主光线112的入射角也更加接近0°，从而也减少杂散光的产生。

为了进一步地保证光线在成像透镜20的入光面和出光面的入射角度相同，成像透镜20包括沿光线传播方向依次设置的第一镜片210和第二镜片220，第一镜片210和第二镜片220的材质相同，例如均为玻璃或者均为塑料。第一镜片210和第二镜片220胶合设置，第一偏振转换器30设于第一镜片210的入光面，第二偏振转换器40设于第二镜片220的出光面。第一镜片210和第二镜片220的材质相同的情况下，第一镜片210和第二镜片220的折射率相同，光线在第一镜片210内的传递情况和在第二镜片220内的传递情况相同，从而保证光线在第一镜片210的入光面和第二镜片220的出光面具有相同的入射角。另外，需要指出的是，为了使显示屏幕10的光线解析放大，还可以将第一镜片210的出光面设置为凹陷面，第二镜片220的入光面为凸起面，光线在经过第一镜片210的出光面时，光线发散，光线在经过第二镜片220的入光面时，光线会聚。原本平行的光线在经过发散再会聚的过程，光线再次平行，入射角度没有变化，但是光路的直径得以增加，从而使用户获得放大后的图像。

在本申请的另一实施例中，为了减少成像模组的体积，第一偏振转换器30和第二偏振转换器40均为位相延迟器，例如，第一偏振转换器30和第二偏振转换器40为四分之一波片。成像模组还包括：线偏器50、分光件60和偏振反射器70。线偏器50设于第一偏振转换器30背离第一镜片210的一侧；分光件60设于第一镜片210和第二镜片220之间，分光件60可以采用粘贴的方式，也可以采用镀膜的方式。分光件60可以设置在第一镜片210上，也可设置在第二镜片220上。偏振反射器70设于第二偏振转换器40背离第二镜片220的一侧，线偏器50的透过轴与偏振反射器70的透过轴正交，第一偏振转换器30的光轴以及第二偏振转换器40的光轴与线偏器50的透过轴之间夹角为45°，第一偏振转换器30的光轴与第二偏振转换器40的光轴正交。显示屏幕10发射光线，发射的光线依次经过线偏器50和第一偏振转换器30后，光线的偏振状态为圆偏振光，并且通过第一镜片210后，光线在射向分光件60。光线经过分光件60，一部光线透射，另一部分光线反射，反射和透射比可以是1:1，也可以是2:1，还以是1:2等，例如，分光件60可以为半反半透膜。透射分光件60的光线继续传播，并经过第二镜片220射向第二偏振转换器40，圆偏振光线的偏振状态发生改变，圆偏振光变换为线偏振光。线偏振的光线射向偏振反射器70。此时，线偏振光的振动方向与偏振反射器70的透过轴方向不同，光线被反射。反射的光线依次经过第二偏振转换器40、第二镜片220，并再次射向分光件60。光线再次经过分光件60时，光线被部分反射向第二偏振转换器40。此时，光线转化为圆偏振光，经过反射后，光线的旋转方向发生了改变，光线再次经过第二偏振转换器40后再次转换为线偏振光。此时，线偏振光的偏振方向与偏振反射器70的透射轴方向相同，在这个过程中，光路直径不断的放大。通过光线的多次折反射，在有限的空间内实现了图像的放大传递，有利的减少了成像模组的体积。

在本申请的其中一实施例中，为了进一步的减少杂散光，成像模组还包括第三偏振转换器80，第三偏振转换器80为位相延迟器，例如，第三偏振转换器80为四分之一波片。第三偏振转换器80设于线偏器50和显示屏幕10之间，第三偏振转换器80的光轴与线偏器50的透过轴之间夹角为45°，可以是正45°，也可以是负45°。45°在于保证光线在圆偏振和线偏振之间切换。线偏器50反射的光线在经过第三位相延迟器，转化为圆偏振光，经过显示屏幕10的反射后，圆偏振光的旋转方向发生了改变，左旋变右旋或者是右旋变成左旋。光线再次经过第三相位延迟器后，圆偏振光转化为线偏振光，且线偏振光的偏振方向与线偏器50的透过轴垂直，光线无法穿过线偏器50，从而减少杂散光的产生。

在本申请的其中一实施例中，成像模组还包括第三镜片90，第三镜片90为正透镜，第三镜片90设于成像透镜20背离显示屏幕10的一侧；定义垂直于成像模组的光轴方向为高度方向，成像透镜20的高度为D1，第三镜片90的高度为D2，则满足：D2＜D1。由此可知的是，第三镜片90的有效高度尺寸小于成像透镜20的有效高度尺寸。如此，光线在射向第三镜片90时需要向成像模组的光轴方向大角度弯曲。且由于第三镜片90的光焦度为正，光线会聚的位置距离成像模组更近，如此，成像的位置更近。成像模组的整体体积更加小巧，也便于用户使用。

参阅图4所示，本发明还提供一种成像模组的组装方法，组装方法应用于如上文成像模组，第一偏振转换器胶合于成像透镜，组装方法包括：

步骤S10，调整第一偏振转换器在成像透镜的胶合角度，确定杂散光处于低点时第一偏振转换器的胶合位置；在第一偏振转换器和成像透镜之间设置光学胶，在光学胶还没有固化时，转动第一偏振转换器，在转动的过程中，第一偏振转换器的光轴也同步移动，通过观察杂散光的变化情况，找到杂散光最小时第一偏振转换器的位置，并记录下这个位置。除了采用观察的方式，还可以设定杂散光的光强阈值，低于光强阈值，说明杂散光较弱，不会对成像清晰度产生影响。

步骤S20，依据确定第一偏振转换器的胶合位置胶合固定第一偏振转换器。在确定了位置，通过风干，或者紫外烘干的方式使第一偏振转换器上的光学胶固化，完成第一偏振转换器的固定。此外，需要说明的是，如果在成像透镜的入光面设置第一偏振转换器，则可以在成像透镜的出光面设置第二偏振转换器，在调整第一偏振转换器和第二偏振转换器的胶合位置时，可以同时转动第一偏振转换器和第二偏振转换器，找到两者之间最佳减少杂散光的位置，继而固化。

本发明的成像模组的组装方法的实施方式可以参照上述成像模组各实施例，在此不再赘述。

本发明还提供一种头戴显示设备，头戴显示设备包括壳体和如上文成像模组，成像模组设于壳体。壳体能够提供一个支撑成像模组的安装空间，成像模组设置在壳体内，如此能够避免外部环境的水汽或者灰尘落入到成像模组的内部。

本发明的头戴显示器的实施方式可以参照上述成像模组各实施例，在此不再赘述。

在上述实施例中，成像透镜的设置位置至少有两种情况，第一种情况是成像透镜设于显示屏幕的出光面。这样，光线在经过显示屏幕射出后直接进入到成像透镜，光线避免在大气中传播，如此减少光线经过的光学介质，进而减少光线的反射，减少光线被光学介质的吸收。

除此之外，第二种情况是成像透镜与显示屏幕间隔设置。如此，能够扩大光线的传播距离，增加光程，使光线拥有充分的折反射路径，进而使光线充分放大解析成像。

表一列出了成像模组中一实施例的具体参数，并给出了计算光学表面对应系数。

表一

另外，针对上述实施例，图5、图6、图7分别为450nm、540nm、610nm下本实施例中成像模组的调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function)曲线图，MTF图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。从图中可以看出在空间频率每毫米线对数20下，450nm波长下，成像模组的MTF值高于0.40，540nm波长下，成像模组的MTF值高于0.75，610nm波长下，成像模组的MTF高于0.55。

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 (11)

1.一种成像模组，其特征在于，所述成像模组包括：

显示屏幕，所述显示屏幕用于出射光线；

成像透镜，所述成像透镜设于所述显示屏幕的出光方向；以及

第一偏振转换器，所述第一偏振转换器设于所述成像透镜，光线经所述成像透镜后于出瞳位置会聚成像，所述显示屏幕不同视场出射的光线包括位于中心的主光线，所述主光线均经过所述出瞳位置的中心区域。

2.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述显示屏幕的不同视场出射的主光线于所述第一偏振转换器表面的入射角小于或等于5°。

3.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述主光线包括位于所述显示屏幕中心视场出射的中心主光线和所述显示屏幕边缘视场出射的边缘主光线，所述中心主光线第一次入射所述第一偏振转换器的入射角为第一中心入射角，所述第一中心入射角为α1，则满足α1＝0°；

所述边缘主光线第一次入射所述第一偏振转换器的入射角为第一边缘入射角，所述第一边缘入射角为β1，则满足0°≤β1≤5°。

4.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述成像透镜具有光线入射的入光面和光线出射的出光面，所述第一偏振转换器设于所述成像透镜的入光面或设于所述成像透镜的出光面。

5.如权利要求4所述的成像模组，其特征在于，所述成像模组还包括第二偏振转换器，所述第二偏振转换器设于所述成像透镜的出光面，所述第一偏振转换器设于所述成像透镜的入光面，所述成像透镜的入光面和出光面均为平面；

所述中心主光线第一次入射所述第二偏振转换器的入射角为第二中心入射角，所述第二中心入射角为α2，则满足α2＝0°；

所述边缘主光线第一次入射所述第二偏振转换器的入射角为第二边缘入射角，所述第二边缘入射角为β2，则满足0°≤β2≤5°。

6.如权利要求1至5中任一项所述的成像模组，其特征在于，所述成像透镜包括沿光线传播方向依次设置的第一镜片和第二镜片，所述第一镜片和所述第二镜片的材质相同，所述第一镜片和所述第二镜片胶合设置，所述第一偏振转换器设于所述第一镜片的入光面，所述第二偏振转换器设于所述第二镜片的出光面。

7.如权利要求6所述的成像模组，其特征在于，所述第一偏振转换器和所述第二偏振转换器均为位相延迟器，所述成像模组还包括：

线偏器，所述线偏器设于所述第一偏振转换器背离所述第一镜片的一侧；

分光件，所述分光件设于所述第一镜片和所述第二镜片之间；以及

偏振反射器，所述偏振反射器设于所述第二偏振转换器背离所述第二镜片的一侧。

8.如权利要求7所述的成像模组，其特征在于，所述成像模组还包括第三偏振转换器，所述第三偏振转换器为位相延迟器，所述第三偏振转换器设于所述线偏器和所述显示屏幕之间。

9.如权利要求1至5中任一项所述的成像模组，其特征在于，所述成像模组还包括第三镜片，所述第三镜片为正透镜，所述第三镜片设于所述成像透镜背离所述显示屏幕的一侧；

定义垂直于所述成像模组的光轴方向为高度方向，所述成像透镜的高度为D1，所述第三镜片的高度为D2，则满足：D2＜D1。

10.一种成像模组的组装方法，其特征在于，所述组装方法应用于如权利要求1至9中任一项所述成像模组，所述第一偏振转换器胶合于所述成像透镜，所述组装方法包括：

调整所述第一偏振转换器在所述成像透镜的胶合角度，确定杂散光处于低点时所述第一偏振转换器的胶合位置；

依据确定所述第一偏振转换器的胶合位置胶合固定所述第一偏振转换器。

11.一种头戴显示设备，其特征在于，所述头戴显示设备包括壳体和如权利要求1至9中任一项所述成像模组，所述成像模组设于所述壳体。

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