CN114236864A - 光学模组及头戴显示设备 - Google Patents

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CN114236864A CN202111397768.3A CN202111397768A CN114236864A CN 114236864 A CN114236864 A CN 114236864A CN 202111397768 A CN202111397768 A CN 202111397768A CN 114236864 A CN114236864 A CN 114236864A
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polarized light
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史柴源
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    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features

Abstract

本发明公开了一种光学模组及头戴显示设备，所述光学模组包括依序设置的第四透镜、第三透镜、第二透镜、偏振反射膜、第一四分之一波片、第一透镜；所述第一透镜远离所述第二透镜的一侧设有分光元件；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜及所述第四透镜中相邻两个透镜之间具有空气间隙。本发明的技术方案中，通过相邻两个透镜间空气间隙的分布，间接控制空气间隙左右两个表面的面型结构，有利于改善像差，尤其是对色差的校正，从而实现高分辨率成像。

Description

光学模组及头戴显示设备
技术领域
本发明涉及头戴显示技术领域，更具体地，涉及一种光学模组及头戴显示设备。
背景技术
随着头戴显示设备的发展，对头戴显示设备增加的功能越来越多，现有的技术不能满足功能需求，无法达到更优的效果。
头戴显示设备实现的功能需要配置相应部件，为了满足成像需求，造成现有技术中的头戴显示设备体积过大，浪费了过多的空间。
因此，需要提供一种新的技术方案，以解决现有上述技术问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种光学模组及头戴显示设备的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种光学模组，所述光学模组包括依序设置的第四透镜、第三透镜、第二透镜、偏振反射膜、第一四分之一波片、第一透镜；
所述第一透镜远离所述第二透镜的一侧设有分光元件；
所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜及所述第四透镜中相邻两个透镜之间具有空气间隙。
可选地，所述第一透镜和所述第二透镜之间具有第一空气间隙d12，所述第二透镜和所述第三透镜之间具有第二空气间隙d23，所述第三透镜和所述第四透镜之间具有第三空气间隙d34，则满足：d12<1mm，d23<0.5mm，d34<0.3mm。
可选地，所述第一空气间隙的形状呈两边掉落形状且掉落落差为Δ12，所述第二空气间隙的形状呈抛物线形状且掉落落差为Δ23，所述第三空气间隙的形状呈M形状且掉落落差为Δ34，则满足：Δ12>0.2mm，Δ23>0.1mm，Δ34>0.1mm。
可选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的折射率范围在1.45～1.60之间。
可选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的色散系数范围在20～75之间。
可选地，所述光学模组还包括偏振膜，所述偏振膜设于所述第二透镜和所述偏振反射膜之间。
可选地，所述第一四分之一波片、所述偏振反射膜和所述偏振膜均为膜层结构，且所述第一四分之一波片、所述偏振反射膜和所述偏振膜合成一整体膜层。
可选地，所述光学模组还包括显示器；
所述显示器用于产生圆偏振光、椭圆偏振光或线偏振光；
当所述显示器用于产生线偏振光时，所述光学模组还包括设置于所述分光元件与所述显示器之间的第二四分之一波片，所述第二四分之一波片用于将所述显示器发射的线偏振光转换成圆偏振光或椭圆偏振光。
可选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的所有表面均为非球面。
可选地，定义所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的中心厚度分别为T1、T2、T3、T4，则满足：
3mm<T1<8mm，3mm<T2<5mm，3mm<T3<5mm，3mm<T4<5mm。
根据本发明的第二方面，提供了一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括壳体和如第一方面中任一项所述光学模组，所述光学模组设于所述壳体。
根据本公开的一个实施例，在本公开的方案中，光线射向分光元件，一部分光线透过分光元件，另一部分光线反射，透过分光元件的光线透过第一透镜射向第一四分之一波片，光线变为线偏振光，线偏振光再射向偏振发射膜，此时线偏振光的振动方向与偏振反射膜的透过方向不同，光线被反射，反射的光线再次经过第一四分之一波片，线偏振光变为圆偏振光，光线透过第一透镜射向分光元件，光线被分光元件反射后透过第一透镜并射向第一四分之一波片，圆偏振光变为线偏振光，线偏振光射向偏振反射膜，此时线偏振光的振动方向与偏振反射膜的透过方向相同，光线透过偏振反射膜，接着通过第二透镜、第三透镜和第四透镜射向人眼所处的成像位置。此外，搭配第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中相邻两个透镜之间具有的空气间隙，能够间接控制空气间隙左右两个表面的面型结构，有利于改善像差，尤其是对色差的校正，从而实现高分辨率成像。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本公开一个实施例中的光学模组的结构示意图之一。
图2是本公开一个实施例中的第一透镜与第二透镜所在位置的局部放大图。
图3是本公开一个实施例中第一透镜与第二透镜之间的第一间隙的厚度变化图。
图4是本公开一个实施例中第二透镜与第三透镜之间的第二间隙的厚度变化图。
图5是本公开一个实施例中第三透镜与第四透镜之间的第三间隙的厚度变化图。
图6是本公开一个实施例中的光学模组的调制传递函数图之一。
图7是本公开一个实施例中的光学模组的点列图之一。
图8是本公开一个实施例中的光学模组的垂轴色差图之一。
图9是本公开一个实施例中的光学模组的结构示意图之二。
图10是本公开一个实施例中的光学模组的调制传递函数图之二。
图11是本公开一个实施例中的光学模组的点列图之二。
图12是本公开一个实施例中的光学模组的垂轴色差图之二。
图13是本公开一个实施例中的光学模组的结构示意图之三。
图14是本公开一个实施例中的光学模组的调制传递函数图之三。
图15是本公开一个实施例中的光学模组的点列图之三。
图16是本公开一个实施例中的光学模组的垂轴色差图之三。
附图标记说明：
1、显示器；2、第一透镜；21、第一表面；22、第二表面；3、第二透镜；31、第三表面；323、第四表面；4、第三透镜；41、第五表面；42、第六表面；33、四分之一波片；34、偏振反射膜；35、偏振膜；5、第四透镜；51、第七表面；52、第八表面；6、人眼。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
根据本公开的一个实施例，提供了一种光学模组，如图1-图16所示，该光学模组包括依序设置的第四透镜5、第三透镜4、第二透镜3、偏振反射膜34、第一四分之一波片33、第一透镜2。所述第一透镜2远离所述第二透镜3的一侧设有分光元件。所述第一透镜2、所述第二透镜3、所述第三透镜4及所述第四透镜5中相邻两个透镜之间具有空气间隙。
在该实施例中，光线射向分光元件前为圆偏振光。光线射向分光元件，一部分光线透过分光元件，另一部分光线反射，透过分光元件的光线透过第一透镜2射向第一四分之一波片33，圆偏振光的光线变为线偏振光，线偏振光再射向偏振反射膜34，此时线偏振光的振动方向与偏振反射膜34的透过方向不同，光线被反射。反射的光线再次经过第一四分之一波片33，线偏振光变为圆偏振光，光线透过第一透镜2射向分光元件，光线被分光元件反射后透过第一透镜2并射向第一四分之一波片33，圆偏振光变为线偏振光，线偏振光射向偏振反射膜34，此时线偏振光的振动方向与偏振反射膜的透过方向相同，光线透过偏振反射膜34，接着通过第二透镜3、第三透镜4和第四透镜5射向人眼6所处的成像位置。此外，搭配第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4和第四透镜5中相邻两个透镜之间具有的空气间隙，能够间接控制空气间隙左右两个表面的面型结构，有利于改善像差，尤其是对色差的校正，从而实现高分辨率成像，使该光学模组能够具有折叠光路和高分辨率成像的效果。
通过第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4和第四透镜5组成的结构，使该光学模组能够形成更加紧凑的结构和分辨率更高的成像效果。
该光学模组组成的透镜结构更加紧凑，节省了组件占用的空间。并且能够使经过的画面光线具有更优的分辨率，提高了画面质量。
光学模组占用的空间更小，能够便于优化该光学模组所在的设备的体积，能够减小设备体积。
非球面能够修正了画面光线中的图形，解决视界歪曲问题，同时能够使该光学模组更轻、更薄。也能够保持优异的抗冲击性能。
在一个实施例中，所述第一透镜2和所述第二透镜3之间具有第一空气间隙d12，所述第二透镜3和所述第三透镜4之间具有第二空气间隙d23，所述第三透镜4和所述第四透镜5之间具有第三空气间隙d34，则满足：d12<1mm，d23<0.5mm，d34<0.3mm。
在该实施例中，在第一空气间隙d12的厚度条件下，能够保障光线在第一透镜2与第二透镜3之间传输，并且光线以第一空气间隙d12内的空气为介质能够降低杂散光的生成，提高了光线成像后的清晰度。
在第二空气间隙d23的厚度条件下，能够保障光线在第二透镜3与第三透镜4之间传输，并且光线以第二空气间隙d23内的空气为介质能够降低杂散光的生成，提高了光线成像后的清晰度。
在第三空气间隙d34的厚度条件下，能够保障光线在第三透镜4与第四透镜5之间的传输，并且光线以第三空气间隙d34内的空气为介质能够降低杂散光的生成，提高了光线成像后的清晰度。
在一个实施例中，所述第一空气间隙的形状呈两边掉落形状且掉落落差为Δ12，所述第二空气间隙的形状呈抛物线形状且掉落落差为Δ23，所述第三空气间隙的形状呈M形状且掉落落差为Δ34，则满足：Δ12>0.2mm，Δ23>0.1mm，Δ34>0.1mm。
在该实施例中，第一空气间隙的形状为第一透镜2与第二透镜3之间的间隔部分的厚度呈现的形状。呈现中间平缓且两边掉落的形状，即第一空气间隙的中间部分的厚度变化平缓，两边的厚度在由中间向两边的方向上逐渐变窄。在第一空气间隙的形状和掉落落差的条件下，促进了光线在透镜之间传输时的射出和射入位置，以保障画面光线能够顺利地在第一透镜2与第二透镜3之间传输。
第二空气间隙的形状为第二透镜3与第三透镜4之间的间隔部分的厚度呈现的形状。呈现抛物线的形状，即第二空气间隙的厚度由中间部分向两边均匀地变化，例如，由中间向两边的厚度逐渐变窄。在第二空气间隙的形状和掉落落差的条件下，促进了光线在透镜之间传输时的射出和射入位置，以保障画面光线能够顺利地在第二透镜3与第三透镜4之间传输。
第三空气间隙的形状为第三透镜4和第四透镜5之间的间隔部分的厚度呈现的形状。呈M形的形状，即，第三空气间隙的形状呈现由中间部分向两侧延伸的厚度逐渐变大，接着又逐渐减少的变化趋势。在第二空气间隙的形状和掉落落差的条件下，促进了光线在透镜之间传输时的射出和射入位置，以保障画面光线能够顺利地在第三透镜4与第四透镜5之间传输。
通过搭配第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中相邻两个透镜之间具有的空气间隙，能够间接控制空气间隙左右两个表面的面型结构，有利于改善像差，尤其是对色差的校正，从而实现高分辨率成像。
在一个实施例中，所述光学模组还包括显示器1。所述显示器1用于产生圆偏振光、椭圆偏振光或线偏振光。当所述显示器1用于产生线偏振光时，所述光学模组还包括设置于所述分光元件与所述显示器1之间的第二四分之一波片，所述第二四分之一波片用于将所述显示器1发射的线偏振光转换成圆偏振光或椭圆偏振光。
在该实施例中，显示器1用于发出呈现画面的光线。通过将射向分光元件光线设置为圆偏振光或椭圆偏振光，使光线能够在该光学模组中形成相应的折叠的光路，并透过第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4和第四透镜5在人眼6所处的位置成像，以满足本公开中光学模组的成像需求。
在一个实施例中，所述第一透镜2、所述第二透镜3、所述第三透镜4和所述第四透镜5的折射率范围在1.45～1.60之间。
在该折射率范围内，能够使画面光线的光路始终处于该光学模组的光路中，保障该光学模组能够有效地作用到成像显示的光线。
在一个实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的色散系数范围在20～75之间。
在该色散系数范围内，能够使搭配的第一透镜2、第二透镜3和第三透镜4和第四透镜5对透过的光线作用下产生的色差更低，提高成像质量。
在一个实施例中，所述光学模组还包括偏振膜35，所述偏振膜35设于所述第二透镜3和所述偏振反射膜34之间。
偏振膜对透过偏振反射膜34的光线起到作用，抑制薄膜的偏振效应，以降低对透过偏振反射膜34后进入第二透镜3和第三透镜4和第四透镜5的光线的影响，提高了成像质量。
在一个实施例中，所述第一四分之一波片33、所述偏振反射膜34和所述偏振膜35均为膜层结构，且所述第一四分之一波片33、所述偏振反射膜34和所述偏振膜35合成一整体膜层。
在该实施例中，整体膜层更方便设置第一四分之一波片33、所述偏振反射膜34和所述偏振膜35，并且能够降低空间占用。
例如，偏振膜35能够抑制该整体膜层的偏振效应。
在一个实施例中，所述第一透镜2、所述第二透镜3、所述第三透镜4和所述第四透镜5的所有表面均为非球面。
非球面能够修正了画面光线中的图形，解决视界歪曲问题，同时能够使该光学模组更轻、更薄。也能够保持优异的抗冲击性能。
可选地，所述第一透镜2具有第一表面21和第二表面22，所述第二透镜3具有第三表面31和第四表面32，第二表面22与第三表面31相对设置，所述第三透镜4具有第五表面41和第六表面42，第四表面32与第五表面41相对设置，所述第四透镜5具有第七表面51和第八表面52，第六表面42与第七表面51相对设置。
第一表面21朝向分光元件设置，透过分光元件的光线经第一表面21进入，最终经第八表面52射出成像。
例如，分光元件设置在第一表面21上，所述第二表面22设置有抗反射膜。
所述第三表面31设置有依次层叠的第一四分之一波片33、偏振反射膜34和偏振膜35，偏振膜35位于所述第三表面31所在的一侧，所述第四表面32设置有抗反射膜。
所述第五表面41、所述第六表面42、所述第七表面51和所述第八表面52均设置有抗反射膜。
例如，射向分光元件的光线为圆偏振光，圆偏振光的一部分光线透过分光元件，另一部分光线反射，透过分光元件的光线经第一表面21射入第一透镜2并经第二表面22射出第一透镜2。射出的光线射向第一四分之一波片33，透过第一四分之一波片33的光线变为线偏振光，线偏振光再射向偏振反射膜34，此时线偏振光的振动方向与偏振反射膜34的透过方向不同，光线被反射，反射的光线再次经过第一四分之一波片33，线偏振光变为圆偏振光，圆偏振光经第二表面22进入第一透镜2并由第一表面21射出。射出的光线射向分光元件并被反射，反射后的光线再次射入第一透镜2并经第二表面22射出第一透镜2，接着射向第一四分之一波片33并变为线偏振光，线偏振光射向偏振反射膜34，此时线偏振光的振动方向与偏振反射膜34的透过方向相同，光线透过偏振反射膜34。接着光线经过偏振膜35射向第三表面31并由第四表面32射出第二透镜3，射出第二透镜3后，经第五表面41射入并由第六表面42射出第三透镜4，射出第三透镜4的光线经第七表面51射入并经第八表面52射出第四透镜5，射出第四透镜5的光线能够在头戴显示设备的人眼6所处位置成像。
在一个实施例中，定义所述第一透镜2、所述第二透镜3、所述第三透镜4和所述第四透镜5的中心厚度分别为T1、T2、T3、T4，则满足：
3mm<T1<8mm，3mm<T2<5mm，3mm<T3<5mm，3mm<T4<5mm。
在该实施例中，厚度能够影响光学模组的整体厚度，在该实施例的中心厚度内的光学模组既能够满足画面光线的折射需求，保障光线路径准确。又能够使光学模组的多个透镜组成较小体积的结构，使光学模组具有更加轻薄的尺寸，降低了光学模组的厚度。使光学模组占用的空间更小。
在一个实施例中，如图1，图2，图6-图8所示，所述第一透镜2的折射率为1.48，色散系数为70；所述第二透镜3的折射率为1.54，色散系数为55.7；所述第三透镜4的折射率为1.6，色散系数为26.6；所述第四透镜5的折射率为1.54，色散系数为55.7。
在上述关于第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4和第四透镜5的折射率和色散系数的数据中，能够保障画面光线在该光学模组中的折射和反射过程中保持画面光线的质量，保障最终成像具有更高的分辨率。
如图6，为该实施例中的光学模组的调制传递函数图，在分辨率＜60lp/mm的条件下，该光学模组的调制传递函数值＞0.45。
在调制传递函数图中，能够通过黑白线对的对比度表征成像清晰度。该光学模组在60lp/mm以下，调制传递函数值＞0.45。该光学模组具有成像清晰的特点。
如图7所示，为该实施例中的光学模组的点列图。在该光学模组的点列图中，全波段像点的最大值＜12μm。
点列图是通过使一点发出的许多光线经该光学模组后，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，能够表征成像质量。而在该光学模组的点列图中，全波段像点的最大值与最大视场相对应，全波段像点的最大值＜12μm。该光学模组的具有更优的成像质量。
如图8所示，为该光学模组的垂轴色差图。该光学模组的最大色散位于0.98视场位置，最大色差值小于60μm，最大视场为90°。
垂轴色差又称倍率色差，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，蓝光与红光在像面上的焦点位置的差值。该光学模组的最大色差值小于60μm，最大视场为90°，具有更小的色差值和视场角度。
该实施例中的光学模组参数如表1所示。
Figure BDA0003370629350000101
表1
该实施例中的光学模组能够使画面光线折叠，保障高分辨率。在紧凑的结构中实现高清的画面显示效果。
在一个实施例中，如图9-图12所示，所述第一透镜2的折射率为1.48，色散系数为70；所述第二透镜3的折射率为1.54，色散系数为55.7；所述第三透镜4的折射率为1.6，色散系数为26.6；所述第四透镜5的折射率为1.54，色散系数为55.7。
在上述关于第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4和第四透镜5的折射率和色散系数的数据中，能够保障画面光线在该光学模组中的折射和反射过程中保持画面光线的质量，保障最终成像具有更高的分辨率。
如图10，为该实施例中的光学模组的调制传递函数图，在分辨率＜60lp/mm的条件下，调制传递函数值＞0.4。
该光学模组在60lp/mm以下，调制传递函数值＞0.4。该光学模组具有成像清晰的特点。
如图11，为该实施例中的光学模组的点列图。在该光学模组的点列图中，全波段像点的最大值＜13μm。
在该光学模组的点列图中，全波段像点的最大值＜13μm。该光学模组的具有更优的成像质量。
该光学模组的最大色散位于最大视场位置，最大色差值小于70μm，最大视场为90°。
该实施例中的光学模组参数如表2所示。
透镜面 半径 中心厚度 材料 Conic系数 a4 a6
第八表面 Infinity 3.89E+00 K26R 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
第七表面 -26.8 3.00E-01 0 2.31E-05 1.08E-08
第六表面 -28.7 3.00E+00 OKP4 2.72E-01 3.47E-05 0.00E+00
第五表面 -69.7 3.00E-01 0.00E+00 1.27E-05 0.00E+00
第四表面 -74.4 4.46E+00 K26R 0.00E+00 1.05E-05 0.00E+00
第三表面 -40.9 8.23E-01 0.00E+00 5.18E-06 0.00E+00
第二表面 -42.9 7.14E+00 H-QK3L 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
第一表面 -33.1 2.5 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
表2
该实施例中的光学模组能够使画面光线折叠，保障高分辨率。在紧凑的结构中实现高清的画面显示效果。
如图12，为该光学模组的垂轴色差图。该光学模组的最大色差值小于70μm，最大视场为90°，具有更小的色差值和视场角度。
在一个实施例中，如图13-图16所示，所述第一透镜2的折射率为1.48，色散系数为70；所述第二透镜3的折射率为1.54，色散系数为55.7；所述第三透镜4的折射率为1.6，色散系数为26.6；所述第四透镜5的折射率为1.54，色散系数为55.7。
在上述关于第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4和第四透镜5的折射率和色散系数的数据中，能够保障画面光线在该光学模组中的折射和反射过程中保持画面光线的质量，保障最终成像具有更高的分辨率。
如图14，为该实施例中的光学模组的调制传递函数图，在分辨率＜60lp/mm的条件下，调制传递函数值＞0.2。
该光学模组在60lp/mm以下，调制传递函数值＞0.2。该光学模组具有成像清晰的特点。
如图15所示，为该实施例中的光学模组的点列图。在该光学模组的点列图中，全波段像点的最大值＜10μm。
而在该光学模组的点列图中，全波段像点的最大值＜10μm。该光学模组的具有更优的成像质量。
如图16所示，为该光学模组的垂轴色差图。该光学模组的最大色散位于最大视场位置，最大色差值小于60μm，最大视场为90°。
该光学模组的最大色差值小于60μm，最大视场为90°，具有更小的色差值和视场角度。
该实施例中的光学模组参数如表3所示。
透镜面 半径 中心厚度 材料 Conic系数 a4 a6
第八表面 Infinity 2.6638 K26R 0.0000 0.0000 0.0000
第七表面 59.4068 0.3000 10.0000 -0.0001 0.0000
第六表面 63.6157 3.0000 OKP4 -10.0000 0.0000 0.0000
第五表面 -566.7392 0.4723 0.0000 0.0000 0.0000
第四表面 -292.8481 4.8550 K26R 0.0000 0.0000 0.0000
第三表面 -43.6756 0.5072 0.0000 0.0000 0.0000
第二表面 -46.9334 7.7520 H-QK3L 0.0000 0.0000 0.0000
第一表面 -33.7847 -7.7520 0.0000 0.0000 0.0000
表3
该实施例中的光学模组能够使画面光线折叠，保障高分辨率。在紧凑的结构中实现高清的画面显示效果。
根据本公开的一个实施例，提供了一种头戴显示设备，该头戴显示设备包括如本公开中任意一实施例所述的光学模组。
该头戴显示设备具有光学模组所带来的技术效果。
例如，所述头戴显示设备通过显示器1发出画面光线。最终由第四透镜5射出。用户佩戴该头戴显示设备后，射出第四透镜5的光线能够在人眼6所处的位置成像，以使人眼6观察到画面。
上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种光学模组，其特征在于，所述光学模组包括依序设置的第四透镜、第三透镜、第二透镜、偏振反射膜、第一四分之一波片、第一透镜；
所述第一透镜远离所述第二透镜的一侧设有分光元件；
所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜及所述第四透镜中相邻两个透镜之间具有空气间隙。
2.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜之间具有第一空气间隙d12，所述第二透镜和所述第三透镜之间具有第二空气间隙d23，所述第三透镜和所述第四透镜之间具有第三空气间隙d34，则满足：d12<1mm，d23<0.5mm，d34<0.3mm。
3.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一空气间隙的形状呈两边掉落形状且掉落落差为Δ12，所述第二空气间隙的形状呈抛物线形状且掉落落差为Δ23，所述第三空气间隙的形状呈M形状且掉落落差为Δ34，则满足：Δ12>0.2mm，Δ23>0.1mm，Δ34>0.1mm。
4.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的折射率范围在1.45～1.60之间。
5.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的色散系数范围在20～75之间。
6.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括偏振膜，所述偏振膜设于所述第二透镜和所述偏振反射膜之间。
7.如权利要求6所述的光学模组，其特征在于，所述第一四分之一波片、所述偏振反射膜和所述偏振膜均为膜层结构，且所述第一四分之一波片、所述偏振反射膜和所述偏振膜合成一整体膜层。
8.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括显示器；
所述显示器用于产生圆偏振光、椭圆偏振光或线偏振光；
当所述显示器用于产生线偏振光时，所述光学模组还包括设置于所述分光元件与所述显示器之间的第二四分之一波片，所述第二四分之一波片用于将所述显示器发射的线偏振光转换成圆偏振光或椭圆偏振光。
9.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的所有表面均为非球面。
10.如权利要求9中任一项所述的光学模组，其特征在于，定义所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的中心厚度分别为T1、T2、T3、T4，则满足：
3mm<T1<8mm，3mm<T2<5mm，3mm<T3<5mm，3mm<T4<5mm。
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10中任一项所述光学模组，所述光学模组设于所述壳体。
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