CN114779520A - 光学系统和显示设备 - Google Patents

光学系统和显示设备 Download PDF

Info

Publication number
CN114779520A
CN114779520A CN202210575522.9A CN202210575522A CN114779520A CN 114779520 A CN114779520 A CN 114779520A CN 202210575522 A CN202210575522 A CN 202210575522A CN 114779520 A CN114779520 A CN 114779520A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polarized light
circularly polarized
polarization
optical system
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210575522.9A
Other languages
English (en)
Inventor
孙志宝
苏航
夏傑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jinglan Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Lanjing Century Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Lanjing Century Technology Co ltd filed Critical Shenzhen Lanjing Century Technology Co ltd
Priority to CN202210575522.9A priority Critical patent/CN114779520A/zh
Publication of CN114779520A publication Critical patent/CN114779520A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/33Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being semiconductor devices, e.g. diodes

Abstract

一种光学系统和显示设备,该光学系统具有折叠光路的设计,包括:显示模组,用于发射第一圆偏振光;透镜组件,设置在显示模组的出光侧,用于接收并引导第一圆偏振光;偏振选择器,设置在透镜组件背向显示模组的一侧,用于将透镜组件引导过来的第一圆偏振光反射回透镜组件;其中,透镜组件还用于将偏振选择器反射回来的第一圆偏振光转换为第二圆偏振光,并将第二圆偏振光引导至从偏振选择器出射;该光学系统可以实现折叠光路的设计,并且偏振选择器为单层器件,加工过程中无需对准工艺,降低了薄膜和镜片贴合时的加工难度,从而确保了清晰的显示效果。

Description

光学系统和显示设备
技术领域
本公开涉及投影技术领域,尤其包括一种光学系统和显示设备。
背景技术
随着电子技术和显示设备的不断发展,用户对如虚拟显示(Virtual Reality,VR)或增强现实(Augmented Reality)等显示设备的要求也越来越高,不仅要求观感的清晰度,还要求此种设备朝着微型化、轻薄化的方向发展,方便用户佩戴或携带。在显示设备中,光学系统是直接影响用户所视内容的组件,为了实现光学系统的轻薄化,如何实现折叠光路的设计方式成为了关键问题。目前的光学系统都是使用了偏振转换膜和偏振反射膜实现对光线的选择反射。但是该设计加工难度高且显示效果容易受到影响,所以如何在保证清晰显示效果的同时还降低加工难度,成为了当下折叠光路的关键问题。
发明内容
本公开提供了一种光学系统和显示设备,该光学系统具备折叠光路的设计,在保证清晰显示效果的同时还能够降低加工难度。
第一方面,本公开涉及一种光学系统,包括:显示模组,用于发射第一圆偏振光;透镜组件,设置在所述显示模组的出光侧,用于接收并引导所述第一圆偏振光;偏振选择器,设置在所述透镜组件背向所述显示模组的一侧,用于将所述透镜组件引导过来的所述第一圆偏振光反射回所述透镜组件;其中,所述透镜组件还用于将所述偏振选择器反射回来的所述第一圆偏振光转换为第二圆偏振光,并将所述第二圆偏振光引导至从所述偏振选择器出射。
一种实施方式中,所述偏振选择器由胆甾相液晶和聚合物组成,所述胆甾相液晶的旋转方向与所述第一圆偏振光的旋转方向相同,与所述第二圆偏振光的旋转方向相反。
一种实施方式中,所述偏振选择器为多个,多个所述偏振选择器沿所述第二圆偏振光透过的方向层叠设置,并且至少两个所述偏振选择器内的所述胆甾相液晶的螺距不同。
一种实施方式中,所述偏振选择器为三个,三个所述偏振选择器分别反射所述第一圆偏振光中的蓝光、绿光和红光。
一种实施方式中,所述偏振选择器的厚度为4μm-6μm。
一种实施方式中,所述偏振选择器为三个以上,三个以上所述偏振选择器共同反射所述第一圆偏振光,且反射率为100%,所述第一圆偏振光的波长为400nm-700nm。
一种实施方式中,所述偏振选择器包括多个相连接的反射部,多个所述反射部呈阵列排布,至少两个所述反射部内的所述胆甾相液晶的螺距不同。
一种实施方式中,所述透镜组件包括半反半透膜,所述半反半透膜覆盖所述透镜朝向所述显示模组的一面,所述第一圆偏振光经所述半反半透膜反射后形成所述第二圆偏振光。
一种实施方式中,所述显示模组包括第一玻片,所述第一玻片位于所述显示模组内,所述第一玻片用于将所述显示模组内的线偏振光转变为所述第一圆偏振光。
第二方面,本公开还提供一种显示设备,所述显示设备包括壳体和第一方面任一项的所述光学系统,所述光学系统容置于所述壳体内。
本公开通过在光学系统中设置偏振选择器,可以将经透镜组件投射出的第一圆偏振光反射回透镜组件中,以实现光路的第一次延长;回至透镜组件中的第一圆偏振光可以再经由透镜组件反射后形成第二圆偏振光,以实现光路的第二次延长,而第二圆偏振光可以自偏振选择器射出;以此该光学系统可以实现折叠光路的设计,并且偏振选择器为单层器件,加工过程中无需对准工艺,降低了薄膜和镜片贴合时的加工难度,从而确保了清晰的显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种实施例中光学系统的结构示意图;
图2是一种实施例中偏振选择器的结构示意图;
图3是一种实施例中多个偏振选择器的结构示意图;
图4是一种实施例中三个偏振选择器的结构示意图;
图5是一种实施例中五个偏振选择器的结构示意图;
图6是一种实施例中偏振选择器和反射部的结构示意图。
附图标记说明:
100-光学系统,10-显示模组,20-透镜组件,21-半反半透膜,22-透镜,30-偏振选择器,31-反射部。
具体实施方式
下面将结合本公开实施方式中的附图,对本公开实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本公开保护的范围。
需要说明的是,当组件被称为“固定于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
需要注意,本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分,并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
现在包含有透镜结构的光学系统在诸多领域中得到应用,如摄像机、投影仪、虚拟显示(Virtual Reality,VR)设备和增强现实(Augmented Reality,AR)设备。为了能够通过光学系统显示出更加清晰的画面,多个透镜的设计结构越来越普及,可是更多的透镜会导致光学系统的厚度大幅增加,不易于光学系统的轻薄化。现有的光学系统为了实现轻薄化都会使用折叠光路的设计方式,在不增加透镜数量的前提下增加光路的延伸距离,以此实现更清晰的成像画面。而目前的光学系统都是使用了偏振转换膜和偏振反射膜实现对光线的选择反射。但是该设计加工难度高且显示效果容易受到影响,所以如何在保证清晰显示效果的同时还降低加工难度,成为了当下折叠光路的关键问题。
本公开提供一种光学系统100,请参考图1,该光学系统100具有折叠光路的设计,包括:显示模组10,用于发射第一圆偏振光;透镜组件20,设置在显示模组10的出光侧,用于接收并引导第一圆偏振光;偏振选择器30,设置在透镜组件20背向显示模组10的一侧,用于将透镜组件20引导过来的第一圆偏振光反射回透镜组件20;其中,透镜组件20还用于将偏振选择器30反射回来的第一圆偏振光转换为第二圆偏振光,并将第二圆偏振光引导至从偏振选择器30出射。
具体地,显示模组10可以为液晶显示(Liquid Crystal Display LCD)或有机电激光显示(Organic Light-Emitting Diode OLED)等,显示模组10用于发射第一圆偏振光,本实施例中,第一圆偏振光可以为右旋偏振光;当然,在其他实施例中,第一圆偏振光也可以为左旋偏振光。透镜组件20可以由多块凸透镜和/或凹透镜组成,其用于引导和透射第一圆偏振光,透镜22的数量不做具体限制,可以根据具体的光学系统100需求而设计。偏振选择器30可以为一种聚合物薄膜,其用于反射第一圆偏振光,透射第二圆偏振光;可以理解的,在第一圆偏振光为右旋偏振光时,偏振选择器30可以为反射右旋偏振光,透射左旋偏振光;在第一圆偏振光为左旋偏振光时,偏振选择器30可以为反射左旋偏振光,透射右旋偏振光。在现有的光学系统100中,为了实现折叠光路的效果,都在透镜22后设置偏振转换膜和偏振反射膜,以此实现对不同圆偏振管的反射或透射,但是在加工过程中双层膜存在对准问题,若其中出现偏差会影响最终的显示效果;并且由于双层膜的设计,最终会导致显示设备的厚度或尺寸也相应增加。
本公开通过在光学系统100中设置偏振选择器30,可以将经透镜组件20投射出的第一圆偏振光反射回透镜组件20中,以实现光路的第一次延长;回至透镜组件20中的第一圆偏振光可以再经由透镜组件20反射后形成第二圆偏振光,以实现光路的第二次延长,而第二圆偏振光可以自偏振选择器30射出;以此该光学系统100可以实现折叠光路的设计,并且偏振选择器30为单层器件,加工过程中无需对准工艺,降低了薄膜和镜片贴合时的加工难度,从而确保了清晰的显示效果。
一种实施例中,请参考图2,偏振选择器30由胆甾相液晶和聚合物组成,胆甾相液晶的旋转方向与第一圆偏振光的旋转方向相同,与第二圆偏振光的旋转方向相反。
具体地,偏振选择器30是一种混合有胆甾相液晶的聚合物薄膜,胆甾相是液晶的一种重要相态,在胆甾相内,多个液晶沿某一特定的方向逐层排布,并且多个液晶具有旋转角度,以使得沿该方向上的多个液晶具有连续的螺旋结构。在通常状态下时,胆甾相液晶为流体,无法设置在透镜组件20表面并反射第一圆偏振光。因此可以将具有光固化或化学固化性质的聚合物材料添加进入胆甾相液晶流体中,通过设定胆甾相液晶的旋转与排布方式制备出胆甾相液晶的聚合物薄膜。该方法不仅能够保持胆甾相液晶的光学性质,使得光学系统100具有折叠光路的设计,并且制备工艺简单,还能够将胆甾相液晶制备成具有固定结构的偏振选择器30安装在该光学系统100中。优选地,本实施例中胆甾相液晶中添加的为光固化聚合物,在紫外光线的照射下能够聚合成为光固化聚合物薄膜,其外观和普通塑料膜类似。在其他实施例中,还可以是高温固化聚合物材料或化学固化聚合物材料。
进一步地,胆甾相液晶按照其旋转方向可以分为左旋向液晶或者右旋向液晶,其能够反射与其旋转方向相同的圆偏振光,并透射与其旋转方向相反的圆偏振光。为了实现光路的折叠,在沿透镜组件20透射而出的光线的方向上,胆甾相液晶的旋转方向应该与第一圆偏振光的旋转方向相同,与第二圆偏振光的旋转方向相反。举例而言,当第一圆偏振光为右旋偏振光时,偏振选择器30中的胆甾相液晶应该为右旋向液晶,在第一圆偏振光透射出透镜组件20后可以经过偏振选择器30反射回透镜组件20;并在经透镜组件20转变为第二圆偏振光反射后,第二圆偏振光为左旋偏振光,与偏振选择器30中的胆甾相液晶旋转方向相反,所以能够从偏振选择器30射出。在其他实施例中,第一圆偏振光为左旋偏振光时,偏振选择器30中的胆甾相液晶应该为左旋向液晶。
通过设计偏振选择器30为由胆甾相液晶和聚合物组成的聚合物薄膜,可以进一步降低偏振选择器30的厚度,从而降低光学系统100的厚度;同时由于聚合物薄膜的柔韧性较好,易于与透镜组件20相贴合,使得加工难度降低;进一步地,通过设计胆甾相液晶的旋转方向与第一圆偏振相同,且与第二圆偏振光相反,可以提高偏振选择器30对第一圆偏振光的反射率,从而实现光学系统100的高反射和高透射的效果,成像效果更为清晰。
一种实施例中,请参考图3,偏振选择器30为多个,多个偏振选择器30沿第二圆偏振光透过的方向层叠设置,并且至少两个偏振选择器30内的胆甾相液晶的螺距不同。
具体地,胆甾相液晶可以反射某一波长范围内的光线,反射光线的波长与胆甾相液晶的螺距相关。举例而言,当第一圆偏振光的旋转方向和胆甾相液晶的旋转方向相同,且光线的波长与胆甾相液晶的螺距相匹配时,第一圆偏振光可以被完全反射;当第二圆偏振光的旋转方向和胆甾相液晶的旋转方向相反,或第一圆偏振光的波长与胆甾相液晶的螺距不匹配时,第一圆偏振光和/或第二圆偏振光可以完全透射。在本实施例中,在制备胆甾相液晶薄膜时,可以在固化薄膜通过调整胆甾相液晶的螺距,从而控制所需选择性透过的光线的波长。即可以理解的,胆甾相液晶是沿偏振选择器30的厚度方向上螺旋排列,所以反射光线的波长应该与偏振选择器30的厚度(胆甾相液晶的螺距)相关。
进一步地,在现有的折叠光路的光学系统100中,由于在使用偏振转换膜和偏振反射膜的设计中双层膜均存在一个中心设计波长,偏离此波长的光线(如蓝光)的透射效率会急剧降低,影响显示画面的颜色表现,最终的显示画面色彩丰富度也相应的下降。在本公开中,可以通过设置多个偏振选择器30,以使得该光学系统100可以控制所需透过的光线的类型。举例而言,在该光学系统100中,偏振选择器30的数量可以为三个,并且三个偏振选择器30沿光线传播的方向为层叠设置,三个偏振选择器30可以分别用于反射和透射蓝光、绿光和红光,并且用于反射和透射蓝光的偏振选择器30的厚度(胆甾相液晶的螺距)可以设定在与蓝光的波长一致或略小于蓝光的波长,以此增加蓝光的透射率。当然,在其他实施例中还可以是偏振选择器30为两个,其中一个用于反射和透射蓝光,一个用于反射和透射红绿光。以此通过设计使用不同厚度(胆甾相液晶的螺距)的偏振选择器30可以实现对某一种特定颜色光线的反射和透射。
通过设计偏振选择器30为多个,可以实现对第一圆偏振光中的不同颜色光线的选择性反射,以此提高其对光谱中不同颜色光线的反射率。
一种实施例中,请参考图4,偏振选择器30为三个,三个偏振选择器30分别反射第一圆偏振光中的蓝光、绿光和红光。
具体地,三个偏振选择器30可以为层叠设置的,并且三个偏振选择器30的厚度可以完全相同,也可以不完全相同。当三个偏振选择器30的厚度相同时,任一个偏振选择器30可以覆盖的光线透射波长范围在100nm或100nm以内。举例而言,三个偏振选择器30可以分别透射400-500nm的蓝光、500-600nm的绿光和600-700nm的红光,通过该设计方式,可以实现使用三个偏振选择器30即完成对第二圆偏振光的三基色的完全透射;当然,三个偏振选择器30还可以分别透射小于其颜色波长的范围的光线。当三个偏振选择器30的厚度不完全相同时,以此控制某一颜色光线的透射率,从而实现护眼的功能。
进一步地,三个偏振选择器30的排列方式可以为沿光线发出的方向,依次排列为反射蓝光的偏振选择器30、反射红光的偏振选择器30和反射绿光的偏振选择器30。当然,三个偏振选择器30的排列方式不做具体限制,本实施例中仅为提出一种可能的排列方式。
通过将偏振选择器30设计为三个,且三个偏振选择器30分别用于反射第一圆偏振光中的蓝光、绿光和红光,可以使得偏振选择器30所能够反射的光线更为均匀和完整,从而使得光学系统100最终的显示色彩更为丰富,且显示的清晰度更高。
一种实施例中,偏振选择器30的厚度为4μm-6μm,具体可选为4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm等。本实施例中,偏振选择器30的厚度为5μm,其可以实现100nm范围内的光谱全反射,三个偏振选择器30分别反射400nm-500nm的蓝光、500nm-600nm的绿光和600nm-700nm的红光。三层偏振选择器30以此层叠设置在一起实现RGB三种颜色光的全反射,并且三个偏振选择器30可以通过粘接的方式连接在一起。通过设计三个偏振选择器30在该光谱的反射范围,可以实现每一偏振选择器30单独负责反射一个频段范围的光线,从而实现三基色光线的完整反射和透射,使得光学系统100的色彩还原度更高;并且三个偏振选择器30的厚度相同,也降低了偏振选择器30的制造难度,能够提高偏振选择器30的良品率。
一种实施例中,请参考图5,偏振选择器30为三个以上,三个以上偏振选择器30共同反射第一圆偏振光,且反射率为100%,第一圆偏振光的波长为400nm-700nm。具体地,为了实现对第一圆偏振光的完全反射,可以层叠设置三个以上的相同厚度的偏振选择器30;优选地,偏振选择器30的数量为五个,每一个偏振选择器30的厚度都为5μm,每一个偏振选择器30均可以实现100nm范围内的光谱全反射。在其他实施例中,还可以为每一个偏振选择器30的厚度都不完全相同;举例而言,用于反射蓝光的偏振选择器30的厚度可以小于5μm,其用于反射波长在400nm-450nm的光线,而相应的用于反射波长在450nm-600nm的光线的偏振选择器30的厚度可以大于5μm。可以理解的,具体的厚度设计方式可以依据光学系统100的设计要求。
通过设计五个偏振选择器30,其光谱的覆盖频段更为完整,可以进一步提高光学系统100的光线反射率,实现波长为400nm-700nm的第一圆偏振光能够被100%反射,从而提升光学系统100显示的亮度和色彩饱和度,显示内容更为丰富。
一种实施方式中,多个偏振选择器30还可以为一体式结构。具体地,在制作偏振选择器30时,可以通过分部叠层制造的方式,将多个偏振选择器30制作为一体式的连接结构,而避免使用粘胶连接的方式将多个偏振选择器30粘接在一起。举例而言,在制备偏振选择器30时,可以先在模具中制备第一层反射蓝光的偏振选择器30,并在聚合物固化后,在第一层偏振选择器30上铺设第二层的胆甾相液晶,并添加聚合物固化,以此形成第二层反射红光的偏振选择器30,之后可以依据上述方法依次制作之后的多层偏振选择器30。进一步地,为了使得相邻两层偏振选择器30之间可以具有更强的连接性,可以在固化前添加胶合剂或偶联剂等化学试剂,以此增强连接强度。
一种实施例中,请参考图6,偏振选择器30包括多个相连接的反射部31,多个反射部31呈阵列排布,至少两个反射部31内的胆甾相液晶的螺距不同。
具体地,多个反射部31可以分为蓝光反射部31、绿光反射部31和红光反射部31,蓝光反射部31中胆甾相液晶的螺距与蓝光的波长相符合,绿光反射部31中胆甾相液晶的螺距与绿光的波长相符合,红光反射部31中胆甾相液晶的螺距与红光的波长相符合。该设计方式,可以实现在一个偏振选择器30即完成对三基色光线的反射。并且,多个相连接的反射部31的形状可以相同或不同。
具有反射部31的偏振选择器30的制作方式可以为,通过光刻模板法分步制作不同的光线的反射部31,举例而言,可以先通过光刻技术在光刻胶上制备出符合设计的蓝光反射部31的排布方式,然后通过填充胆甾相液晶和聚合物并固化后完成蓝光反射部31,再通过二次光刻制备出符合设计的绿光反射部31的排布方式,填充固化后完成绿光反射部31,并且依次可以制作不同螺距的反射部31。在其他实施例中,还可以通过一步模板的方式制作,具体不做限制。
一种实施例中,请参考图6,偏振选择器30为多个,多个偏振选择器30沿第二圆偏振光透过的方向层叠设置,并且相邻两个偏振选择器30内相接触的两个反射部31的螺距不同。
具体地,多个偏振选择器30内的反射部31沿光线的传播的方向为一一对应排列,即前一个偏振选择器30内的任一反射部31均与后一个偏振选择器30内的一个反射部31正对,并且两者的螺距不同。该设计方式,可以在第一圆偏振光透过前一个反射部31后,能够被后一个反射部31反射回到透镜组件20中,从而避免了不分光线无法被反射的现象。
一种实施例中,请参考图1,透镜组件20包括半反半透膜21,半反半透膜21覆盖透镜22朝向显示模组10的一面,第一圆偏振光经半反半透膜21反射后形成第二圆偏振光。
具体地,透镜组件20可以包括多个依次排列的透镜22,半反半透膜21连接在与显示模组10最近的一个透镜22上,并位于该透镜22朝向显示模组10的一面。半反半透膜21应该包括相背的透射面和反射面,其中透射面朝向显示模组10,显示模组10发射第一圆偏振经过透射面射入透镜组件20;经偏振选择器30反射回的第一偏振光透射过透镜组件20并照射在反射面上,并经反射面反射后形成第二圆偏振光。
在现有的左旋和右旋偏振光之间的转换需要通过偏振转换膜,并且偏振反射膜需要设置在透镜组件20和偏振反射膜之间。在加工过程中,偏振转换膜和偏振转换膜的放置容易出现对准问题,如若出现对准偏差极易影响光线的反射。而本公开中,通过将半反半透膜21设置在透镜组件20朝向显示模组10的一面,并与透镜组件20连接,可以在加工透镜组件20的过程中即完成对半反半透膜21的安装,并且避免了半反半透膜21与偏振选择器30的对准问题,可以提高第一圆偏振光的反射率。
一种实施例中,显示模组10包括第一玻片(图中未展示),第一玻片位于显示模组10内,第一玻片用于将显示模组10内的线偏振光转变为第一圆偏振光。
具体地,第一玻片可以为1/4玻片。显示模组10内所形成的原光线可以为线偏振光或第二圆偏振光,在上述光线射出显示模组10前,可以通过设置第一玻片的方式将线偏振光或第二圆偏振光转换成第一圆偏振光后射出。通过设置第一玻片可以确保显示模组10射出的光线均为第一圆偏振光,避免光学系统100中出现光线紊乱或漏光的现象。
本公开实施例还提供一种显示设备,显示设备包括壳体和本公开提供的光学系统100,光学系统100容置于壳体内。该显示设备可以为一种摄像机、投影仪、虚拟显示(Virtual Reality,VR)设备和增强现实(Augmented Reality)设备,具体不做限制。
以上所述仅为本公开的实施例,并非因此限制本公开的专利范围,凡是利用本公开说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本公开的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光学系统,其特征在于,包括:
显示模组,用于发射第一圆偏振光;
透镜组件,设置在所述显示模组的出光侧,用于接收并引导所述第一圆偏振光;
偏振选择器,设置在所述透镜组件背向所述显示模组的一侧,用于将所述透镜组件引导过来的所述第一圆偏振光反射回所述透镜组件;
其中,所述透镜组件还用于将所述偏振选择器反射回来的所述第一圆偏振光转换为第二圆偏振光,并将所述第二圆偏振光引导至从所述偏振选择器出射。
2.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述偏振选择器由胆甾相液晶和聚合物组成,所述胆甾相液晶的旋转方向与所述第一圆偏振光的旋转方向相同,与所述第二圆偏振光的旋转方向相反。
3.根据权利要求2所述的光学系统,其特征在于,所述偏振选择器为多个,多个所述偏振选择器沿所述第二圆偏振光透过的方向层叠设置,并且至少两个所述偏振选择器内的所述胆甾相液晶的螺距不同。
4.根据权利要求3所述的光学系统,其特征在于,所述偏振选择器为三个,三个所述偏振选择器分别反射所述第一圆偏振光中的蓝光、绿光和红光。
5.根据权利要求3所述的光学系统,其特征在于,所述偏振选择器的厚度为4μm-6μm。
6.根据权利要求3所述的光学系统,其特征在于,所述偏振选择器为三个以上,三个以上所述偏振选择器共同反射所述第一圆偏振光,且反射率为100%,所述第一圆偏振光的波长为400nm-700nm。
7.根据权利要求2所述的光学系统,其特征在于,所述偏振选择器包括多个相连接的反射部,多个所述反射部呈阵列排布,至少两个所述反射部内的所述胆甾相液晶的螺距不同。
8.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述透镜组件包括半反半透膜,所述半反半透膜覆盖所述透镜朝向所述显示模组的一面,所述第一圆偏振光经所述半反半透膜反射后形成所述第二圆偏振光。
9.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述显示模组包括第一玻片,所述第一玻片位于所述显示模组内,所述第一玻片用于将所述显示模组内的线偏振光转变为所述第一圆偏振光。
10.一种显示设备,其特征在于,所述显示设备包括壳体和如权利要求1至9任一项所述的光学系统,所述光学系统容置于所述壳体内。
CN202210575522.9A 2022-05-25 2022-05-25 光学系统和显示设备 Pending CN114779520A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210575522.9A CN114779520A (zh) 2022-05-25 2022-05-25 光学系统和显示设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210575522.9A CN114779520A (zh) 2022-05-25 2022-05-25 光学系统和显示设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114779520A true CN114779520A (zh) 2022-07-22

Family

ID=82409137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210575522.9A Pending CN114779520A (zh) 2022-05-25 2022-05-25 光学系统和显示设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114779520A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1204791A (zh) * 1997-07-09 1999-01-13 精工爱普生株式会社 电子时计
CN103562757A (zh) * 2011-03-18 2014-02-05 日本发条株式会社 识别介质
CN110308559A (zh) * 2019-06-28 2019-10-08 上海视涯信息科技有限公司 一种虚拟现实光学模组及虚拟现实设备
CN211375190U (zh) * 2020-02-25 2020-08-28 深圳惠牛科技有限公司 一种vr光学模组和显示设备
CN113219665A (zh) * 2021-04-30 2021-08-06 歌尔股份有限公司 光学镜组、光学系统和头戴显示设备
CN113485012A (zh) * 2021-06-29 2021-10-08 京东方科技集团股份有限公司 折叠光路结构、光学成像系统及虚拟现实设备

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1204791A (zh) * 1997-07-09 1999-01-13 精工爱普生株式会社 电子时计
CN103562757A (zh) * 2011-03-18 2014-02-05 日本发条株式会社 识别介质
CN110308559A (zh) * 2019-06-28 2019-10-08 上海视涯信息科技有限公司 一种虚拟现实光学模组及虚拟现实设备
CN211375190U (zh) * 2020-02-25 2020-08-28 深圳惠牛科技有限公司 一种vr光学模组和显示设备
CN113219665A (zh) * 2021-04-30 2021-08-06 歌尔股份有限公司 光学镜组、光学系统和头戴显示设备
CN113485012A (zh) * 2021-06-29 2021-10-08 京东方科技集团股份有限公司 折叠光路结构、光学成像系统及虚拟现实设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3716934B2 (ja) 光変調表示装置およびその製造方法並びに該光変調表示装置を搭載した表示機器
TW513601B (en) Reflective cholesteric liquid crystal color filter and the manufacturing process thereof, image display panel, wide incident angle reflective broadband polarizer, liquid crystal display panel construction, liquid crystal display panel assembly, CLC-based
JP3172076B2 (ja) 照明システムおよび表示装置
EP1855150B1 (en) Illuminating apparatus providing polarized color light and display apparatus including the same
KR100813253B1 (ko) 고효율의 편광도광판 유닛, 이를 채용한 백라이트 유닛 및디스플레이 장치
TWI229748B (en) Projection display device
US5648870A (en) Dichroic mirror and projector having the same
CN101952766B (zh) 光组合器
WO2010061699A1 (ja) 薄型バックライトシステムおよびこれを用いた液晶表示装置
CN110515234B (zh) 显示面板
US11573357B2 (en) Lens assembly having circular reflective polarizer
CN102282502A (zh) 偏振转换合色器
US10642112B2 (en) Array substrate, display panel and display device
CN102906624A (zh) 紧凑型照明器
JP2009217218A (ja) プロジェクタ
WO2021127277A1 (en) Polarizing edge coupled light in backlight
KR20010007393A (ko) 액정패널상에 이미지를 생성하는 방법, 액정패널 및 이를구비한 액정 디스플레이
WO2006059690A1 (ja) 投射型表示装置
US20050231654A1 (en) Projection device having an increased efficiency
CN114779520A (zh) 光学系统和显示设备
WO2011103807A1 (zh) 图像投影系统及其光路合成器
US6693688B1 (en) Flat display device
JP2000298212A (ja) 光学素子およびその製造方法、並びに投写型表示装置
CN214375582U (zh) 显示装置、近眼显示设备以及光波导元件
JP2000292745A (ja) 照明装置および投射型表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220718

Address after: 201102 room 1201a, building 2, No. 2570 Hechuan Road, Minhang District, Shanghai

Applicant after: Shanghai Jinglan Technology Co.,Ltd.

Address before: 518000 7a2, floor 7, building 4, Anhua community, chegongmiao Industrial Zone, Fuhua Road, Tian'an community, Shatou street, Futian District, Shenzhen, Guangdong Province

Applicant before: Shenzhen Lanjing Century Technology Co.,Ltd.

SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination