CN116243493A - 光学模组以及智能穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种光学模组以及智能穿戴设备；其中，所述光学模组包括：成像镜组以及分光元件、第一相位延迟器和偏振反射元件；所述成像镜组包括沿同一光轴依次设置的第一透镜、第二透镜及第三透镜，且所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜胶合为一体；所述分光元件、所述第一相位延迟器及所述偏振反射元件依次设于所述成像镜组的光路中；其中，所述第三透镜的有效口径H2与所述第一透镜的有效口径H1的比值为1.23～1.27。本申请实施例提供的光学方案，在折叠光路的两个透镜之间引入了一个透镜，并使三个透镜胶合在一起，这能够减小近屏侧的第三透镜的口径尺寸，进而利于减小光学模组的体积和重量。

Description

光学模组以及智能穿戴设备

技术领域

本申请实施例涉及光学成像技术领域，更具体地，本申请实施例涉及一种光学模组以及智能穿戴设备。

背景技术

虚拟现实技术(Virtual Reality，VR)囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。目前，VR光学模组即使采用折叠光路构架也普遍存在体积大及重量较重的问题，这降低了用户使用时佩戴的舒适感。

发明内容

本申请的目的是提供一种光学模组以及智能穿戴设备的新技术方案，能够减小光学模组中近屏侧的透镜的口径，从而减小光学模组的体积。

第一方面，本申请提供了一种光学模组。所述光学模组包括：

成像镜组，所述成像镜组包括沿同一光轴依次设置的第一透镜、第二透镜及第三透镜，且所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜胶合为一体；以及，

分光元件、第一相位延迟器和偏振反射元件，所述分光元件、所述第一相位延迟器及所述偏振反射元件依次设于所述成像镜组的光路中；

其中，所述第三透镜的有效口径H2与所述第一透镜的有效口径H1的比值为1.23～1.27。

可选地，所述第一透镜包括第一表面及第二表面，且所述第一表面为凹面，所述第二表面为凸面；

所述第二透镜包括第三表面及第四表面，且所述第三表面及所述第四表面均为凹面；

所述第三透镜包括第五表面及第六表面，且所述第五表面及所述第六表面均为凸面。

可选地，所述第二表面与所述第三表面相互胶合，以使所述第一透镜与所述第二透镜胶合在一起；所述第四表面与所述第五表面相互胶合，以使所述第二透镜与所述第三透镜胶合在一起；

其中，所述第二透镜的折射率为1.4～1.8。

可选地，光线在所述第二透镜与所述第一透镜胶合的表面上的出射角度B为≤30°；其中，所述光线为边缘视场的最外侧的一束光线。

可选地，所述光学模组的焦距为16mm～20mm。

可选地，所述光学模组还包括显示屏幕，所述显示屏幕位于所述第三透镜背离所述第二透镜的一侧；

所述显示屏幕被配置为能够发射圆偏振光或者自然光；

当所述显示屏幕发射的光线为自然光时，所述显示屏幕的出光面设有叠合片，所述叠合片能够将所述显示屏幕发射的自然光转变为圆偏振光；其中，所述叠合片包括叠设的偏振元件及第二相位延迟器，所述偏振元件设于所述显示屏幕，所述第二相位延迟器设于所述偏振元件背离所述显示屏幕一侧。

可选地，所述第一相位延迟器及所述第二相位延迟器为四分之一波片；

所述第一相位延迟器位于所述分光元件与所述偏振反射元件之间，且所述偏振反射元件的透过轴与所述第一相位延迟器的快轴或者慢轴形成45度夹角；

所述第二相位延迟器位于所述分光元件与所述偏振元件之间，所述偏振元件的透过轴与所述第二相位延迟器的快轴或者慢轴形成45度夹角。

可选地，所述第一相位延迟器设于所述第二透镜与所述第三透镜的胶合面，所述偏振反射元件设于所述第一透镜与所述第二透镜的胶合面；

所述分光元件设于所述第三透镜靠近所述显示屏幕的表面，且所述分光元件位于所述第一相位延迟器与所述第二相位延迟器之间。

可选地，所述光学模组的光学系统总长TTL为16mm～20mm。

可选地，所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜边缘的无效光学区域去除，以在各透镜的有效光学区域的外周形成空置空间。

可选地，所述光学模组还包括眼球追踪镜头，所述眼球追踪镜片收容在所述空置空间之内。

第二方面，本申请提供了一种智能穿戴设备。所述智能穿戴设备包括：

壳体；以及

如第一方面所述的光学模组，所述光学模组设于所述壳体。

本申请的有益效果在于：

本申请实施例提供了一种光学模组，该光学模组包含三片透镜，且三片透镜胶合为一个整体，形成的光学构架为一种折叠光路，整个光学模组具有光学系统总长短及透镜的口径小的特点，这利于缩小整个光学模组的体积及重量。

通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书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说明书的实施例，并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。

图1为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之一；

图2为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之二；

图3为图2的局部放大示意图；

图4为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之三；

图5为本申请实施例提供的光学模组的成像镜组的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的光学模组在450nm下调制传递函数MTF曲线；

图7为本申请实施例提供的光学模组在540nm下调制传递函数MTF曲线；

图8为本申请实施例提供的光学模组在610nm下调制传递函数MTF曲线。

附图标记说明：

1、光轴；2、空置空间；3、第一透镜；301、第一表面；302、第二表面；4、第二透镜；401、第三表面；402、第四表面；5、第三透镜；501、第五表面；502、第六表面；6、显示屏幕；7、偏振元件；8、偏振反射元件；9、第一相位延迟器；10、分光元件；11、第二相位延迟器；01、光线；02、人眼。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请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申请的范围。

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，决不作为对本申请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和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术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。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种光学模组，其为一种近眼显示模组。所述光学模组适合应用于头戴显示设备(Head mounted display，HMD)，如VR头戴显示设备。VR头戴显示设备例如可以包括VR智能眼镜或者VR智能头盔等，本申请实施例对于头戴显示设备的具体形式对此不做限制。当然，本申请实施例提供的光学模组还可以应用于其他类型的电子设备。

本申请实施例提出的光学模组，参见图1，所述光学模组包括：成像镜组，以及分光元件10、第一相位延迟器9和偏振反射元件8。整个光学构架为折叠光路结构。所述成像镜组包括沿同一光轴1依次设置的第一透镜3、第二透镜4及第三透镜5，且所述第一透镜3、所述第二透镜4及所述第三透镜5胶合为一体。所述分光元件10、所述第一相位延迟器9及所述偏振反射元件8依次设于所述成像镜组的光路中；其中，所述第三透镜5的有效口径H2与所述第一透镜3的有效口径H1的比值为1.23～1.27。

根据本申请上述实施例提供的光学模组，其中的所述成像镜组例如包含三片透镜(分别为：上述的第一透镜3、第二透镜4及第三透镜5)，且该三片透镜胶合为一个整体，形成了一种三片胶合式折叠光路VR光学架构。在该三片胶合透镜下，成像效果完全能够满足用户对VR设备的沉浸式体验感。

本申请上述实施例提供的光学模组，是在位于两侧的两个透镜之间引入了一个中间透镜，且三个透镜依次胶合为一体，这使得位于两侧的透镜之间不存在空气间隔。也就是说，所述第二透镜4取代了所述第一透镜3与所述第二透镜4之间的空气间隔。这种方式形成的成像镜组的整体性好，也便于装配。

图2为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图，图3为图2的局部放大图。参见图2及图3，例如，所述第一透镜3为靠近人眼02一侧的镜片，在其后方沿同一光轴依次设置有所述第二透镜4及所述第三透镜5。光线01为边缘视场的最外侧的一束光线。光线01在所述第一透镜3的第二表面302(参见图5，第二表面302为与所述第二透镜4胶合的表面)的入射点是O，入射角度为A，则所述第一透镜3的有效口径为2*H1，H1为点O到所述光轴1的距离。

请继续参见图2及图3，当在所述第一透镜3与所述第三透镜5中间增加一个所述第二透镜4(例如为胶水或者塑料材料)，并将三者胶合到一起，光线01在所述第二透镜4的第三表面401(也即所述第二透镜4与所述第一透镜3胶合的表面)的出射角度为B(出射角度B不大于30°，例如为25°)。所述光线01与所述第三透镜5的第六表面502(也即所述第三透镜5背离所述第二透镜4的表面)的交点为E，则所述第三透镜5的有效口径为2*H2，H2为点E到所述光轴1(成像镜组的光轴1)距离，则根据折射定律，n3*sinA＝n4*sinB，其中，n3为第一透镜3的折射率。

当所述第二透镜4材料为空气时，也即所述第一透镜3与所述第三透镜5之间为空气时，光线01在所述第二透镜4的靠近所述第一透镜3的表面的出射角度为C(该出射角度C为40°左右，明显比所述出射角度B大)。所述光线01与所述第三透镜5的第六表面502的交点为F，所述第三透镜5的有效口径为2*H3，H3为点F到光轴1距离。则根据折射定律，n3*sinA＝1*sinC。

参见图2及图3，可以看出，当所述第一透镜3和所述第三透镜5中间增加了一个所述第二透镜4，并将该三个透镜胶合到一起后，比起所述第一透镜3和所述第三透镜5中间为空气时，出射角度B要小于出射角度C，则交点E到所述光轴1的高度H2就小于交点F到所述光轴1的高度H3。也即，将所述第一透镜3和所述第三透镜5中间增加一个所述第二透镜4并胶合到一起后，能够减小所述第三透镜5的口径，进而可减小整个光学模组的体积。

根据本申请上述实施例提供的光学模组，当所述第三透镜5的有效口径H2与所述第一透镜3的有效口径H1的比值为1.23～1.27时，可以在保证成像质量情况下，使所述第三透镜5的有效口径(2*H2)减小5.7％～8.5％，从而可以适当的减小该透镜的口径尺寸，这利于减小光学模组的体积尺寸。利于提升用户使用光学模组时佩戴的舒适性。

当所述第三透镜5的有效口径H2与所述第一透镜3的有效口径H1的比值为1.23～1.27时，整个光学模组可以在兼顾成像质量较佳的同时，使得其中的所述第三透镜5的口径设计达到最小尺寸。从而优化了整个光学模组的体积和成像效果。

本申请上述实施例提供的光学模组，该光学模组例如包含三片透镜，并且该三片透镜可以胶合为一个整体，形成的光学构架为一种折叠光路，整个光学模组可以具有光学系统总长较短及透镜的口径较小的特点，这利于缩小整个光学模组的体积。本申请实施例提供的光学模组，在小体积的情况下能够兼顾良好的光学性能。

本申请实施例提供的光学模组为一种折叠光路，其除包含有成像镜组之外，所述光学模组还包含有分光元件10、第一相位延迟器9及偏振反射元件8等光学元件，用于与所述成像镜组搭配后形成折叠光路。

上述的这些光学元件(其形式可以为光学膜)可用以在所述成像镜组的各个透镜之间形成折叠光路，使光线在其中进行折返，用以延长光线的传播路径，这利于最终的清晰成像，同时利于减小整个光学模组的体积。

在本申请的实施例中，考虑到整个光学模组的体积、重量、成像质量及生产成本等诸多因素，在光路中设计了三个胶合透镜，参见图1及图2。当然，本申请实施例的光学模组包括但并不限于使用三个透镜。

其中，所述分光元件10例如为半透半反射膜。此时，所述分光元件10可供一部分光线透射，另一部分光线反射。

需要说明的是，所述分光元件10的反射率及透射率可以根据具体需要灵活调整，本申请实施例中对此不作限制。

可选的是，所述分光元件10的反射率为47％～53％。

其中，所述第一相位延迟器9例如为四分之一波片。当然，这里的所述第一相位延迟器9也可根据需要设置为其他相位延迟片例如半波片等。

本申请实施例提出的光学模组中，参见图1及图2，在位于靠近人眼02(光阑)一侧的折叠光路中，通过设置所述第一相位延迟器9可用于改变光线的偏振状态。例如，用于将线偏振光转化为圆偏振光，或将圆偏振光转化为线偏振光。

其中，所述偏振反射元件8例如为偏振反射膜/片。

所述偏振反射元件8是一种水平线偏振光反射，竖直线偏振光透过的偏振反射器，或者其他任一特定角度线偏振光反射，与该角度垂直方向线偏振光透过的偏振反射器。

在本申请的实施例中，所述第一相位延迟器9与所述偏振反射元件8二者相配合，能够用于解析光线并对光线进行传递。其中，所述偏振反射元件8具有透过轴，所述偏振反射元件8的透过轴方向与所述第一相位延迟器9的快轴或者慢轴夹角例如为45°。

需要说明的是，所述分光元件10、所述第一相位延迟器9及所述偏振反射元件8这三个光学元件在所述成像镜组内的各透镜之间布设位置较灵活，可根据需要进行调整，但要保证所述第一相位延迟器9介于所述分光元件10与所述偏振反射元件8之间。

在本申请的一些示例中，参见图1及图2，所述第一透镜3包括第一表面301及第二表面302，且所述第一表面301为凹面，所述第二表面302为凸面。所述第二透镜4包括第三表面401及第四表面402，且所述第三表面401及所述第四表面402均为凹面。所述第三透镜5包括第五表面501及第六表面502，且所述第五表面501及所述第六表面502均为凸面。

根据上述的示例，在所述成像镜组中，所述第一透镜3例如为凹凸面型，所述第二透镜4例如为双凹面型，所述第三透镜5例如为双凸面型。这种方式利于三者之间的胶合，且胶合后的尺寸较小，也即利于减小光学模组横向的尺寸。

可选的是，参见图5，所述第二表面302与所述第三表面401相互胶合，以使所述第一透镜3与所述第二透镜4胶合在一起；所述第四表面402与所述第五表面501相互胶合，以使所述第二透镜4与所述第三透镜5胶合在一起。其中，所述第二透镜4的折射率为1.4～1.8。

相较于所述第一透镜3与所述第三透镜5之间没有安排所述第二透镜4，也即二者之间具有空气间隔的光学架构，当在所述第一透镜3与所述第三透镜5中间引入所述第二透镜4(例如胶水或塑料材质)后，在所述第二透镜4的折射率范围为1.4～1.8时，所述第三透镜5的有效口径(2*H2)可以减小5.7％～8.5％，从而可以减小所述第三透镜5的口径大小。而且，可以使所述第三透镜5的有效口径(2*H2)与所述第一透镜3的有效口径比值控制为(即H2/H1)1.23～1.27。

在本申请的上述示例中，所述第二透镜4的折射率设定为在1.4～1.8这一范围内。在该折射率范围内，所述第二透镜4的加工难度较小，同时完全能够满足用户对成像质量的需求。

在本申请的一些示例中，参见图3，光线01在所述第二透镜4与所述第一透镜3胶合的表面上的出射角度B为≤30°；其中，所述光线01为边缘视场的最外侧的一束光线。

也就是说，本申请实施例提供的光学模组，通过在所述第一透镜3与所述第三透镜5之间引入一个所述第二透镜4，可以很明显的减小上述示例中提及的出射角度B。而所述出射角度B与所述第三透镜5的有效口径是相关的。具体而言，所述出射角度B较小，则所述第三透镜5的有效口径就可以减小，从而可以减小所述第三透镜5的口径尺寸。

通常来说，当所述第一透镜3与所述第三透镜5之间为空气时，出射角度实际为如图3中缩示出的出射角度C，而这个出射角度C很明显大于出射角度B。具体而言，所述出射角度C例如为40°左右，但出射角度B在30°或者30°以下，很明显本申请中的出射角度B的值得到了减小。

作为本申请一种较为优选的方式，所述出射角度B为25°。在此基础上，可以控制所述第三透镜5的有效口径(2*H2)与所述第一透镜3的有效口径比值范围为(也即H2/H1)1.23～1.27。这样，可以在兼顾成像质量较佳的同时，使得所述第三透镜5的口径设计达到最小尺寸。优化了整个光学模组的体积和成像效果。

在本申请的一些示例中，所述光学模组的焦距为16mm～20mm。

本申请实施例提供的光学模组具有良好的光学性能，且在三片胶合镜片的设计下兼具短焦效果。利于缩小光学模组的尺寸，同时兼顾良好的成像质量。

作为本申请一种较为优选的方式，所述光学模组的焦距例如为18.4mm，其焦距在20mm以下。

在本申请的一些示例中，参见图1至图4，所述光学模组还包括显示屏幕6，所述显示屏幕6位于所述第三透镜5背离所述第二透镜4的一侧；所述显示屏幕6被配置为能够发射圆偏振光或者自然光。

当所述显示屏幕6发射的光线为自然光时，所述显示屏幕6的出光面设有叠合片，所述叠合片能够将所述显示屏幕6发射的自然光转变为圆偏振光。其中，所述叠合片包括叠设的偏振元件7及第二相位延迟器11，所述偏振元件7设于所述显示屏幕6，所述第二相位延迟器11设于所述偏振元件7背离所述显示屏幕6一侧。

进入所述成像镜组中的光线应当为圆偏振光。当所述显示屏幕6发出的是自然光时，需要先对自然光先进行偏振态的转化，使自然光先转变为圆偏振光之后再射入所述成像镜组中，这样最终经所述成像镜组出射的光线打入人眼02进行成像。

可选的是，所述叠合片包括第二相位延迟器11及偏振元件7。所述叠合片为用于将自然光转变为圆偏振光的器件。

可选的是，所述显示屏幕6的出光面可以设有屏幕保护玻璃。此时，所述显示屏幕6发出的光线经过表面的所述屏幕保护玻璃透射后进入所述叠合片进行光的偏振态转变。

其中，所述叠合片例如为一种复合膜。在本申请的实施例中，可以设计将所述叠合片通过例如光学胶直接贴装于所述显示屏幕6的表面上。这种组装方式简单、可以降低生产成本及提高产品良率。

其中，所述显示屏幕6可以是LCD、LED、OLED、Micro-OLED、ULED等自发光式屏幕，或者DMD等反射式屏幕。

其中，所述光学模组中的偏振反射元件、相位延迟器及偏振元件可以贴附到平面、球面、非球面、柱面、自由曲面以及其他形式曲面上。

可选的是，所述第一相位延迟器9及所述第二相位延迟器11例如为四分之一波片。所述第一相位延迟器9位于所述分光元件10与所述偏振反射元件8之间，且所述偏振反射元件8的透过轴与所述第一相位延迟器9的快轴形成45度夹角。所述第二相位延迟器11位于所述分光元件10与所述偏振元件7之间，所述偏振元件7的透过轴与所述第二相位延迟器11的快轴形成45度夹角。

可选的是，所述第一相位延迟器9设于所述第二透镜4与所述第三透镜5的胶合面，所述偏振反射元件8设于所述第一透镜3与所述第二透镜4的胶合面；所述分光元件10设于所述第三透镜5靠近所述显示屏幕6的表面，且所述分光元件10位于所述第一相位延迟器9与所述第二相位延迟器11之间。

也就是说，所述第一透镜3与所述第二透镜4胶合在一起，所述第二透镜4与所述第三透镜5胶合在一起，所述第一透镜3与所述第二透镜4中间贴有偏振反射元件8，所述第二透镜4与所述第三透镜5之间贴有第一相位延迟器9，所述第三透镜5靠近所述显示屏幕6一侧的表面有分光元件10。所述显示屏幕6的表面贴附偏振元件7，所述偏振元件7远离所述显示屏幕6的一侧表面贴附所述第二相位延迟器11。所述偏振元件7例如为线偏振器，所述第二相位延迟器11和所述第一相位延迟器9均为四分之一波片，所述偏振反射元件8为一种水平线偏振光反射，竖直线偏振光透过的偏振反射器。

根据本申请上述实施例提供的光学模组，参见图1，其光线传播路径为：

所述显示屏幕6发出的光线透过所述偏振元件7后成为水平线偏振光，透过所述第二相位延迟器11后成为左旋或右旋圆偏振光，透过所述分光元件10、透过所述第三透镜5、透过所述第一相位延迟器9后，成为水平线偏振光，再透过第二透镜4；然后被所述偏振反射元件8反射后成为水平线偏振光，然后透过所述第一相位延迟器9和所述第二透镜4后，成为左旋或右旋圆偏振光，然后透过第三透镜5，再由所述分光元件10反射后形成右旋或左旋圆偏振光，然后再次透过所述第三透镜5、所述第一相位延迟器9和所述第二透镜4后，成为竖直线偏振光，透过所述偏振反射元件8和所述第一透镜3后，进入人眼02(光阑，参见图1，位于左侧)中进行成像。

在本申请的一些示例中，所述光学模组的光学系统总长TTL为16mm～20mm。

所述光学模组的光学系统总长可以在20mm以下，具有尺寸小的特点。

作为本申请一种较为优选的方式，所述光学模组的光学系统总长TTL为18.5mm。

在本申请的一些示例中，参见图4，所述第一透镜3、所述第二透镜4及所述第三透镜5边缘的无效光学区域被去除，以在各透镜的有效光学区域的外周形成空置空间2。

可选的是，所述光学模组还包括眼球追踪镜头，所述眼球追踪镜片收容在所述空置空间2之内。

例如，可以成像镜组中各透镜的边缘的无效区域通过CNC加工的方式去除掉，以腾出上述的空置空间2。在该空置空间2内可用于放置眼球追踪镜头等功能器件。

在一个具体例子中，参见图1，本申请实施例的光学模组包括：镜组以及分光元件10、第一相位延迟器9和偏振反射元件8；所述成像镜组包括沿同一光轴依次设置的第一透镜3、第二透镜4及第三透镜5，且所述第一透镜3、所述第二透镜4及所述第三透镜5胶合为一体；所述分光元件10、所述第一相位延迟器9及所述偏振反射元件8依次设于所述成像镜组的光路中；所述光学模组还包括显示屏幕6，所述显示屏幕6位于所述第三透镜5背离所述第二透镜4的一侧；所述显示屏幕6的出光面设有叠合片，所述叠合片能够将所述显示屏幕6发射的自然光转变为圆偏振光；其中，所述叠合片包括叠设的偏振元件7及第二相位延迟器11，所述偏振元件7设于所述显示屏幕6，所述第二相位延迟器11设于所述偏振元件7背离所述显示屏幕6一侧。参见表1，表1示出了图1中光学模组的结构参数。

表1

参见表1，所述第二透镜4的折射率为1.5，所述第一透镜3的有效口径为43mm，所述第三透镜5的有效口径为16.8*2mm，所述第三透镜5的有效口径H2与所述第一透镜3的有效口径H1的比值为1.24。

参见图6至图8，这三幅图分别为450nm、540nm、610nm下，本申请实施例的光学模组的调制传递函数MTF曲线，可以看出在20lp/mm空间频率下：450nm波长下，光学模组的MTF值高于0.4；540nm波长下，光学模组的MTF值高于0.3；610nm波长下，光学模组的MTF高于0.3。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种智能穿戴设备，所述智能穿戴设备包括壳体以及如上所述的光学模组，所述光学模组设于所述壳体。

可选的是，所述智能穿戴设备为VR头戴设备，包括VR眼镜或者VR头盔等，本申请实施例对此不做具体限制。

本申请实施例的智能穿戴设备的具体实施方式可以参照上述光学模组各实施例，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

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。

虽然已经通过示例对本申请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，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种光学模组，其特征在于，包括：

成像镜组，所述成像镜组包括沿同一光轴(1)依次设置的第一透镜(3)、第二透镜(4)及第三透镜(5)，且所述第一透镜(3)、所述第二透镜(4)及所述第三透镜(5)胶合为一体；以及，

分光元件(10)、第一相位延迟器(9)和偏振反射元件(8)，所述分光元件(10)、所述第一相位延迟器(9)及所述偏振反射元件(8)依次设于所述成像镜组的光路中；

其中，所述第三透镜(5)的有效口径H2与所述第一透镜(3)的有效口径H1的比值为1.23～1.27。

2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一透镜(3)包括第一表面(301)及第二表面(302)，且所述第一表面(301)为凹面，所述第二表面(302)为凸面；

所述第二透镜(4)包括第三表面(401)及第四表面(402)，且所述第三表面(401)及所述第四表面(402)均为凹面；

所述第三透镜(5)包括第五表面(501)及第六表面(502)，且所述第五表面(501)及所述第六表面(502)均为凸面。

3.根据权利要求2所述的光学模组，其特征在于，所述第二表面(302)与所述第三表面(401)相互胶合，以使所述第一透镜(3)与所述第二透镜(4)胶合在一起；所述第四表面(402)与所述第五表面(501)相互胶合，以使所述第二透镜(4)与所述第三透镜(5)胶合在一起；

其中，所述第二透镜(4)的折射率为1.4～1.8。

4.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，光线(01)在所述第二透镜(4)与所述第一透镜(3)胶合的表面上的出射角度B为≤30°；其中，所述光线(01)为边缘视场的最外侧的一束光线。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组的焦距为16mm～20mm。

6.根据权利要求5所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括显示屏幕(6)，所述显示屏幕(6)位于所述第三透镜(5)背离所述第二透镜(4)的一侧；

所述显示屏幕(6)被配置为能够发射圆偏振光或者自然光；

当所述显示屏幕(6)发射的光线为自然光时，所述显示屏幕(6)的出光面设有叠合片，所述叠合片能够将所述显示屏幕(6)发射的自然光转变为圆偏振光；其中，所述叠合片包括叠设的偏振元件(7)及第二相位延迟器(11)，所述偏振元件(7)设于所述显示屏幕(6)，所述第二相位延迟器(11)设于所述偏振元件(7)背离所述显示屏幕(6)一侧。

7.根据权利要求6所述的光学模组，其特征在于，所述第一相位延迟器(9)及所述第二相位延迟器(11)为四分之一波片；

所述第一相位延迟器(9)位于所述分光元件(10)与所述偏振反射元件(8)之间，且所述偏振反射元件(8)的透过轴与所述第一相位延迟器(9)的快轴或者慢轴形成45度夹角；

所述第二相位延迟器(11)位于所述分光元件(10)与所述偏振元件(7)之间，所述偏振元件(7)的透过轴与所述第二相位延迟器(11)的快轴或者慢轴形成45度夹角。

8.根据权利要求6所述的光学模组，其特征在于，所述第一相位延迟器(9)设于所述第二透镜(4)与所述第三透镜(5)的胶合面，所述偏振反射元件(8)设于所述第一透镜(3)与所述第二透镜(4)的胶合面；

所述分光元件(10)设于所述第三透镜(5)靠近所述显示屏幕(6)的表面，且所述分光元件(10)位于所述第一相位延迟器(9)与所述第二相位延迟器(11)之间。

9.根据权利要求6所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组的光学系统总长TTL为16mm～20mm。

10.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一透镜(3)、所述第二透镜(4)及所述第三透镜(5)边缘的无效光学区域去除，以在各透镜的有效光学区域的外周形成空置空间(2)。

11.根据权利要求10所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括眼球追踪镜头，所述眼球追踪镜片收容在所述空置空间(2)之内。

12.一种智能穿戴设备，其特征在于，包括：

壳体；以及

如权利要求1-11中任一项所述的光学模组，所述光学模组设于所述壳体。

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