CN117008345B

CN117008345B - 一种成像组件及近眼显示系统

Info

Publication number: CN117008345B
Application number: CN202311274193.5A
Authority: CN
Inventors: 闫冠屹; 杜芸梦
Original assignee: Beijing Jisu Optical Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Jisu Optical Technology Co ltd
Priority date: 2023-09-28
Filing date: 2023-09-28
Publication date: 2024-01-09
Anticipated expiration: 2043-09-28
Also published as: CN117008345A

Abstract

本申请提供了一种成像组件及近眼显示系统，该成像组件包括沿光线传播方向排列的偏振片、液晶偏振旋转器及四分之一波片；其中，在液晶偏振旋转器加电时，光线经过上述部件后形成右旋圆偏振光和左旋圆偏振光中的一种圆偏振光；在液晶偏振旋转器未加电时，光线经过上述部件后形成另一种圆偏振光；偏振片、液晶偏振旋转器及四分之一波片均为宽谱光学器件。在上述技术方案中，通过采用偏振片、液晶偏振旋转器及四分之一波片均为宽谱光学器件，并且通过偏振片、液晶偏振旋转器及四分之一波片形成左旋圆偏振光和右旋圆偏振光以与实现液晶偏振透镜的调焦，从而简化了成像组件的结构，同时简化了调焦的控制。

Description

一种成像组件及近眼显示系统

技术领域

本申请涉及近眼显示技术领域，尤其涉及一种成像组件及近眼显示系统。

背景技术

AR（Augmented Reality，增强现实技术）或 VR（Virtual Reality，虚拟现实技术）等不同的近眼显示系统在使用时，需要进行辐辏调节。在用户进行辐辏调节时，需要AR或VR设备同步进行调焦。但是当前的调焦方式常采用机械调焦的方式，但是机械调焦的方式设计比较复杂，并且在操作时比较繁琐。

发明内容

本申请提供了一种成像组件及近眼显示系统，简化成像组件的结构。

本申请提供了一种成像组件，该成像组件包括：沿光线传播方向排列的偏振片、液晶偏振旋转器及四分之一波片；其中，

在所述液晶偏振旋转器加电时，光线经过所述偏振片、所述液晶偏振旋转器及所述四分之一波片后形成右旋圆偏振光和左旋圆偏振光中的一种圆偏振光；在所述液晶偏振旋转器未加电时，光线经过所述偏振片、所述液晶偏振旋转器及所述四分之一波片后形成右旋圆偏振光和左旋圆偏振光中的另一种圆偏振光；

所述偏振片、所述液晶偏振旋转器及所述四分之一波片均为宽谱光学器件。

在上述技术方案中，通过偏振片、所述液晶偏振旋转器及所述四分之一波片均为宽谱光学器件采用宽谱光学器件从而可处理AR或VR设备的所有光线，满足AR或VR设备显示的需求。同时，通过偏振片、液晶偏振旋转器及四分之一波片形成左旋圆偏振光和右旋圆偏振光以与实现液晶偏振透镜的调焦，从而简化了成像组件的结构，同时简化了调焦的控制。

在一个具体的可实施方案中，所述液晶偏振旋转器满足以下条件：

所述液晶偏振旋转器的液晶层的液晶满足：；其中，λ为入射线偏光的波长，Δn为液晶的双折射率，P为液晶的螺距；

所述液晶偏振旋转器的液晶层的偏振转换率满足：

；其中，T为偏振转换率，d为液晶层的厚度。

在一个具体的可实施方案中，所述液晶偏振旋转器包括：

相对设置的两个透明基板，所述液晶层位于两个透明基板之间；还包括：

沿每个透明基板指向液晶层的方向，依次层叠设置在每个透明基板上的透明电极层以及取向层；所述液晶层填充在两个所述取向层之间；

在两个所述透明电极层未加电时，所述液晶层中的液晶在两个所述取向层的作用下形成扭曲结构，并可将入射线偏光的偏振态旋转90°。

在一个具体的可实施方案中，所述偏振片为所述液晶偏振旋转器的一个透明基板；该透明基板对应的透明电极沉积或电镀在所述偏振片朝向所述液晶层的一面。

在一个具体的可实施方案中，所述四分之一波片为所述液晶偏振旋转器的另一个透明基板；该透明基板对应的透明电极沉积或电镀在所述四分之一波片朝向所述液晶层的一面。

在一个具体的可实施方案中，所述偏振片为起偏方向为水平方向的偏振片；在所述液晶偏振旋转器加电时，光线经过所述偏振片、所述液晶偏振旋转器及所述四分之一波片后形成左旋圆偏振光；在所述液晶偏振旋转器未加电时，光线经过所述偏振片、所述液晶偏振旋转器及所述四分之一波片后形成右旋圆偏振光。

在一个具体的可实施方案中，所述偏振片为起偏方向为垂直方向的偏振片；在所述液晶偏振旋转器加电时，光线经过所述偏振片、所述液晶偏振旋转器及所述四分之一波片后形成右旋圆偏振光；在所述液晶偏振旋转器未加电时，光线经过所述偏振片、所述液晶偏振旋转器及所述四分之一波片后形成左旋圆偏振光。

在一个具体的可实施方案中，还包括液晶偏振透镜，所述液晶偏振透镜与所述四分之一波片沿所述光线传播方向排列；

所述液晶偏振透镜在所述左旋圆偏振光入射时，作为焦距为f的透镜；

所述液晶偏振透镜在所述右旋圆偏振光入射时，作为焦距为-f的透镜。

在一个具体的可实施方案中，所述四分之一波片为消色差波片。

在一个具体的可实施方案中，所述成像组件包括多个变焦单元，每个变焦单元包括沿光线传播方向排列的所述偏振片、所述液晶偏振旋转器、所述四分之一波片及所述液晶偏振透镜；其中，

多个变焦单元沿所述光线传播方向排列；且至少部分不同的变焦单元中的液晶偏振透镜的焦距不同。

第二方面，提供了一种近眼显示系统，该近眼显示系统包括显示系统以及上述任一项所述的成像组件；其中，所述显示系统发射的光线入射至所述成像组件中的偏振片。

在上述技术方案中，通过采用偏振片、液晶偏振旋转器及四分之一波片均为宽谱光学器件，并且通过偏振片、液晶偏振旋转器及四分之一波片形成左旋圆偏振光和右旋圆偏振光以与实现液晶偏振透镜的调焦，从而简化了成像组件的结构，同时简化了调焦的控制。

附图说明

图1为本申请实施例提供的成像组件的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的液晶偏振旋转器的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的液晶偏转旋转器未加电的状态图；

图4为本申请实施例提供的液晶偏转旋转器加电的状态图；

图5为液晶偏振旋转器的透过率与波长的对应关系图；

图6为本申请实施例提供的另一成像组件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为方便理解本申请实施例提供的成像组件，首先说明其应用场景。本申请实施例提供的成像组件应用近眼显示中，如于 AR（Augmented Reality，增强现实技术）或 VR（Virtual Reality，虚拟现实技术）等不同的近眼显示系统。但是在用户使用AR或者VR时需要调焦，但是当前的调焦方式一种是采用机械式的调焦，导致结构比较复杂。另一种是采用液晶偏振透镜与电控二分之一波片配合进行调焦，通过电控二分之一波片进行入射光圆偏态切换，进而改变液晶偏振透镜的焦距，但现有电控二分之一波片一般仅能作用于单波长，不适用于需要宽谱可见光成像的系统。为此，本申请实施例提供了一种成像组件，用以简化调焦结构，并使用宽谱可见光成像的系统。下面结合具体的附图以及实施例对其进行详细的说明。

参考图1，图1示出了本申请实施例提供的成像组件的结构示意图。本申请实施例提供的成像组件包括以下部件：偏振片10、液晶偏振旋转器20以及四分之一波片30。在具体设置时，偏振片10、液晶偏振旋转器20以及四分之一波片30沿光线传播方向排列。也即光线在传播过程中，首先穿过偏振片10、再穿过液晶偏振旋转器20，最后穿过四分之一波片30。其中，偏振片10与液晶偏振旋转器20配合以用于将入射的光线转变成线偏振光，而四分之一波片30用以将线偏振光转换为圆偏振光，如左旋圆偏振光和右旋圆偏振光。不同的圆偏振光入射至液晶偏振透镜40时，可使得液晶偏振透镜40形成不同的焦距。

在形成圆偏振光时，使四分之一波片30的光轴方向与线偏振光的偏振方向夹角为45°，即可通过线偏振光获得圆偏振光。另外，在偏振片10与四分之一波片30配合时，满足：

偏振片10（起偏方向为垂直方向）+四分之一波片30（光轴方向与水平方向呈45°）=右旋圆偏振光；情况（1）

偏振片10（起偏方向为水平方向）+四分之一波片30（光轴方向与水平方向呈45°）=左旋圆偏振光；情况（2）

也即在光线经过偏振片10形成垂直方向的偏振态时，再经过四分之一波片30后形成右旋圆偏振光；在光线经过偏振片10形成水平方向的偏振态时，再经过四分之一波片30后形成左旋圆偏振光。

但是同一偏振片10无法形成两种不同偏振态的线偏振光，可以通过机械旋转的方式进行切换，但是机械旋转偏振片采用的机构比较复杂。为此，本申请实施例提供的成像组件增加了液晶偏振旋转器20来改变线偏振光的偏振态。该液晶偏振旋转器20可在未加电或加电时实现对线偏振光的不同偏振态改变。示例性的，在液晶偏振旋转器20加电时，液晶偏振旋转器20等同于平行平板，可以不改变线偏振光的偏振态；在液晶偏振旋转器20不加电时，可以将入射线偏振光的偏振态旋转90°。继而使得光线在经过四分之一波片30后，可以形成左旋圆偏振光和右旋圆偏振光。

因此，在液晶偏振旋转器20加电时，光线经过偏振片10、液晶偏振旋转器20及四分之一波片30后形成右旋圆偏振光和左旋圆偏振光中的一种圆偏振光；在液晶偏振旋转器20未加电时，光线经过偏振片10、液晶偏振旋转器20及四分之一波片30后形成右旋圆偏振光和左旋圆偏振光中的另一种圆偏振光。

在一个示例中，偏振片10的起偏方向为水平方向，因此，在入射光入射至偏振片10后，出射为偏振方向为水平方向的线偏振光。

在液晶偏振旋转器20加电时，液晶偏振旋转器20类似一个平行平板，不对入射线偏振光的偏振态改变，因此光线经过偏振片10、液晶偏振旋转器20及四分之一波片30后形成左旋圆偏振光。而在液晶偏振旋转器20未加电时，液晶偏振旋转器20可对入射线偏振光的偏振态改变90°，因此光线经过偏振片10、液晶偏振旋转器20及四分之一波片30后形成右旋圆偏振光。

上述情况可整理为：偏振片10（起偏方向为水平方向）+液晶偏振旋转器20（加电）+四分之一波片30（光轴方向与水平方向呈45°）=左旋圆偏振光，此情况可等效为情况（2）。偏振片10（起偏方向为水平方向）+液晶偏振旋转器20（不加电）+四分之一波片30（光轴方向与水平方向呈45°）=右旋圆偏振光；此情况可等效为情况（1）。

在另一个示例中，偏振片10的起偏方向为垂直方向，因此，在入射光入射至偏振片10后，出射为偏振方向为垂直方向的线偏振光。

在液晶偏振旋转器20加电时，液晶偏振旋转器20类似一个平行平板，不对入射线偏振光的偏振态改变，因此光线经过偏振片10、液晶偏振旋转器20及四分之一波片30后形成右旋圆偏振光。而在液晶偏振旋转器20未加电时，液晶偏振旋转器20可对入射线偏振光的偏振态改变90°，因此光线经过偏振片10、液晶偏振旋转器20及四分之一波片30后形成左旋圆偏振光。

上述情况可整理为：偏振片10（起偏方向为垂直方向）+液晶偏振旋转器20（加电）+四分之一波片30（光轴方向与水平方向呈45°）=右旋圆偏振光，此情况可等效为情况（1）。偏振片10（起偏方向为垂直方向）+液晶偏振旋转器20（不加电）+四分之一波片30（光轴方向与水平方向呈45°）=左旋圆偏振光，此情况可等效为情况（2）。

另外，对于本申请实施例提供的液晶偏转旋转器20、偏振片10以及四分之一波片30均为宽谱光学器件。上述的宽谱光学器件指代为可满足对可见光覆盖的较宽光谱的光线均可进行处理的器件。示例性的，该宽谱光学器件可对应处理的光线的波长可覆盖390nm-780nm，满足AR或VR设备在进行显示时的光线需求。在AR或VR设备进行显示时，相比于非宽谱的电控二分之一波片一，本申请中的宽谱光学器件可处理AR或VR设备射出的所有可见光光线，AR或VR设备射出的可见光的光线在经过成像组件中时，均可经过偏振片10、液晶偏振旋转器20以及四分之一波片30的处理后进入到液晶偏振透镜40中进行成像，并且通过对液晶偏转旋转器20的加电和不加电的控制，可实现左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的调整，从而实现液晶偏振透镜40的调焦。

通过上述描述可看出，本申请实施例提供的成像组件可通过偏振片10、液晶偏振旋转器20及四分之一波片30均采用宽谱光学器件，从而可实现对可见光的偏振处理。并且通过偏振片10、液晶偏振旋转器20及四分之一波片30形成左旋圆偏振光和右旋圆偏振光以与实现液晶偏振透镜40的调焦，从而简化了成像组件的结构，同时简化了调焦的控制。

由上述描述可知，本申请实施例提供的液晶偏振旋转器20可以实现电控偏振态的旋转，且是能作用于宽谱的偏振调节器件。在具体实现时，该液晶偏振旋转器20表现为一个液晶盒。

一并参考图2中所示，该液晶偏振旋转器20的具体可包含相对设置的两个透明基板，液晶层22位于两个透明基板之间。为方便描述将两个透明基板分别命名为第一透明基板21和第二透明基板23。在第一透明基板21和第二透明基板23相对设置时，第一透明基板21及第二透明基板23沿光线传播方向排列，并且两者之间形成间隙，该间隙内用以填充液晶层22。

第一透明基板21及第二透明基板23的材质可为玻璃或者其他透光性能较高的材质制备而成，在此不一一示例。

另外，为实现对液晶层22中的液晶的控制，该液晶偏振旋转器20还包括透明电极层以及取向层，其中，透明电极层可为ITO（Indium tin oxide，氧化铟锡）层或者其他透明导电材料制备而成的层结构。该透明电极层用以给液晶层22施加电场，以改变液晶层22中的液晶的排列方向。取向层用以使液晶按一定的方向和角度排列。

在具体设置透明电极层及取向层时，沿每个透明基板指向液晶层22的方向，依次层叠设置在每个透明基板上的透明电极层以及取向层；液晶层22填充在两个取向层之间。为方便描述，将两个透明电极层分别命名为第一透明电极层24及第二透明电极层27，两个取向层分别命名为第一取向层25及第二取向层26。

参考图2中所示，第一透明电极层24设置在第一透明基板21朝向液晶层22的一面，第一取向层25覆盖在第一透明电极层24。同理，第二透明电极层27设置在第二透明基板23朝向液晶层22的一面，第二取向层26覆盖在第二透明电极层27。而液晶层22填充在第一取向层25及第二取向层26之间。

在具体制备时，第一透明电极层24和第二透明电极层27可采用沉积的方式分别在第一透明基板21和第二透明基板23上，并通过刻蚀后形成所需的图案。当然，除上述方式外，还可采用电镀的方式直接形成，在此不在详细赘述。

一并参考图3及图4，图3示出了液晶偏振旋转器不加电的状态，图4示出了液晶偏振旋转器的加电状态。下面结合图3及图4说明液晶偏振旋转器20的具体工作状态。应理解，在图3及图4中简化了液晶偏振旋转器20的结构，仅示例出了第一透明基板21及第二透明基板23，并未示例出透明电极层及取向层等结构，透明电极层及取向层的结构可具体参考图2中所示。

首先参考图3，在两个透明电极层未加电时，液晶层22中的液晶在两个取向层的（第一取向层25和第二取向层26）作用下形成扭曲结构，并可将入射线偏光的偏振态旋转90°。如图3中所示，在图3中示例出了液晶分子在排列时的状态。在第一透明电极层24和第二透明电极层27未加电时，此时液晶层22中的液晶的排列受到第一取向层25及第二取向层26的影响，形成如图3中所示的螺旋排布。

由于液晶的扭曲速率很慢，因此对满足条件的入射波长的光线均能实现入射线偏振光的偏振方向跟随液晶指向矢在空间中同步扭曲变化，从而实现宽波段的偏振由水平方向转换成垂直方向的转变。示例性的，偏振方向为水平方向的线偏振光在经过液晶偏振旋转器20时，偏振态会变成垂直方向；偏振方向为垂直方向的线偏振光在经过液晶偏振旋转器20时，偏振态会变成水平方向。

参考图4中所示，在两个透明电极层加电时，第一透明电极层24和第二透明电极层27之间形成电场，电场的方向平行于光线传播方向，液晶在电场力的作用下发生偏转，形成如图4所示的排列方向。此时液晶的排列方向一致，在线偏振光穿过液晶层22时，线偏振光的偏振态不会受到液晶的影响，因此液晶偏振旋转器20在此状态可等效为一个平行平板。示例性的，偏振方向为水平方向的线偏振光在经过液晶偏振旋转器20时，偏振态仍为水平方向；偏振方向为垂直方向的线偏振光在经过液晶偏振旋转器20时，偏振态仍为垂直方向。

应理解，在具体设置上述偏振片10、液晶偏振旋转器20以及四分之一波片30时，可以将偏振片10、液晶偏振旋转器20以及四分之一波片30进行集成，以简化整个成像组件的结构。

在一个简化的方案中，可采用偏振片10作为一个透明基板，如将偏振片10为液晶偏振旋转器20的一个透明基板。将该透明基板对应的透明电极沉积或电镀在偏振片10朝向液晶层22的一面。示例性的，偏振片10作为第一透明基板21，此时偏振片10除了将光线改变成线偏振光外，还作为一个承载结构，承载第一透明电极层24以及第一取向层25。第一透明电极层24以及第一取向层25可直接在偏振片10朝向液晶层22的一面制备。在此状态下，可看做将透明基板集成在偏振片10上，从而无需再单独使用透明基板，简化了成像组件的结构。

同理，在另一个可实施的简化方案中，将四分之一波片30作为另一个透明基板。如四分之一波片30为为液晶偏振旋转器20的另一个透明基板；该透明基板对应的透明电极沉积或电镀在四分之一波片30朝向液晶层22的一面。示例性的，四分之一波片30作为第二透明基板23，此时四分之一波片30除了将光线改变成线偏振光外，还作为一个承载结构，承载第二透明电极层27以及第二取向层26。第二透明电极层27以及第二取向层26可直接在四分之一波片30朝向液晶层22的一面制备。在此状态下，可看作将透明基板集成在四分之一波片30上，从而无需再单独使用透明基板，简化了成像组件的结构。

在具体简化时，可根据需要仅简化一个透明基板，也可同时简化两个透明基板。示例性的，可仅简化第一透明基板21，或者仅简化第二透明基板23，或者同时简化第一透明基板21和第二透明基板23。均可以根据需要应用于本申请实施例提供的成像组件中。

当然除上述示例的简化方案，上述简化方案也可理解为是将偏振片10或者四分之一波片30的简化，如将偏振片10的结构集成在第一透明基板21，或者将四分之一波片30的功能集成在第二透明基板23。其所达到的效果与上述示例的简化方案的效果均相同。

无论采用上述未简化液晶偏振旋转器20或者简化的液晶偏振旋转器20时，其均需要在对线偏振光进行偏振处理时达到以下的效果：一方面需要保证宽谱，以使得可见光均可通过液晶偏振旋转器20进行处理；另一方面还需要考虑液晶偏振旋转器20对线偏振光的偏振转换率，从而使得线偏振光在经过液晶偏振旋转器20后得到更多满足需求的线偏振光。

因此，在设置液晶偏振旋转器20时，需要结合偏振转换率以及宽谱的需求设置液晶层22的厚度以及液晶层22采用的液晶。具体的，液晶偏振旋转器20满足以下条件：

液晶偏振旋转器20的液晶层22中的液晶满足：；其中，λ为入射线偏光的波长，Δn为液晶的双折射率，P为液晶的螺距；

液晶偏振旋转器20的液晶层22的偏振转换率满足：

；其中，T为偏振转换率，d为液晶层22的厚度。

首先在液晶偏振旋转器20实现宽谱时，通过采用液晶的旋转螺距远大于波长来实现的。也即在具体限定时，；其中，λ为入射线偏光的波长，Δn为液晶的双折射率，P为液晶的螺距。在经过偏振片10偏振后形成的线偏振光入射至液晶层22时，由于液晶的扭曲速率很慢，对满足条件的入射波长（/>）均能实现入射线偏振光的偏振方向跟随液晶指向矢在空间中同步扭曲变化，实现宽波段的偏振方向由水平到垂直方向的转变。

液晶偏振旋转器20对线偏振光的偏振转换效率受液晶盒中的光程差影响，光程差由给出，其中Δn为液晶的双折射率，d为液晶层22的厚度。

假设液晶偏振旋转器20放置在两个垂直取向的理想偏振片之间，其透过率函数可以表示为：

；其中，D为透过率。

在上述过程中，透过率意味着被液晶偏振旋转器20进行偏振的光线，因此，透过的光线越多，意味着液晶偏振旋转器20的偏振转换效率越高。并且透过率与偏振转换率之间满足：T=D。因此，偏振转换率可以为：

。

一并参考图5所示，图5给出了不同光程差（即）的透过率与波长的关系。由图5可以看到透过率越高对应的光程越大。因此，为了在宽光谱范围内最佳的旋转入射光偏振态，优选具有高光程差的液晶层22，即大的液晶层厚和大双折射率的液晶，从而使得液晶偏振旋转器20可满足宽谱和高偏振转换率。

继续参考图1中所示，作为一个可选的方案，本申请实施例提供的成像组件还可包括液晶偏振透镜40，该液晶偏振透镜40与四分之一波片30沿光线传播方向排列。从四分之一波片30射出的圆偏振光射入至液晶偏振透镜40，并通过液晶偏振透镜40成像。

在具体设置液晶偏振透镜40时，该液晶偏振透镜40包括基板、取向层以及涂覆在取向层的液晶，该液晶通过取向层取向。液晶偏振透镜40的焦距可根据入射的圆偏振光的不同而呈现不同的焦距。示例性的，液晶偏振透镜40在左旋圆偏振光入射时，作为焦距为f的透镜。而液晶偏振透镜40在右旋圆偏振光入射时，作为焦距为-f的透镜。具体示例如下：

在偏振片10的起偏方向为垂直方向时，偏振片10（起偏方向为垂直方向）+液晶偏振旋转器20（不加电）+四分之一波片30（光轴方向与水平方向呈45°）+液晶偏振透镜40，成像系统焦距为f；

偏振片10（起偏方向为垂直方向）+液晶偏振旋转器20（加电）+四分之一波片30（光轴方向与水平方向呈45°）+液晶偏振透镜40，成像焦距为-f。

同理，在偏振片10的起偏方向为水平方向时，偏振片10（起偏方向为水平方向）+液晶偏振旋转器20（不加电）+四分之一波片30（光轴方向与水平方向呈45°）+液晶偏振透镜40，成像系统焦距为-f；

偏振片10（起偏方向为水平方向）+液晶偏振旋转器20（加电）+四分之一波片30（光轴方向与水平方向呈45°）+液晶偏振透镜40，成像焦距为f。

通过上述描述可看出，液晶偏振透镜40可以实现通过液晶偏振旋转器20不加电/加电的状态改变，从而可以实现成像焦距在f/-f之间切换，即成像组件可实现两个焦距的选择。

在具体设置四分之一波片30时，本申请实施例提供的四分之一波片30可为消色差波片，以通过四分之一波片30在宽谱范围内实现将线偏振光转换为圆偏振光。

上述的成像组件仅可实现在两个焦点之间的变焦。在本申请实施例提供的成像组件还可实现多焦点连续变焦。在具体实现时，一并参考图1及图6所示，图6示出了可多焦点连续变焦的成像组件的结构示意图。可将上述的沿光线传播方向排列的偏振片10、液晶偏振旋转器20、四分之一波片30及液晶偏振透镜40看作为一个变焦单元100。成像组件可包括多个变焦单元100，且多个变焦单元100沿光线传播方向依次排列。并且多个变焦单元100中，至少部分不同的变焦单元100中的液晶偏振透镜40的焦距不同，从而可根据不同变焦单元100的焦距的叠加组合成不同的焦距。上述至少部分不同的变焦单元100中的液晶偏振透镜40的焦距不同指代为：任意两个变焦单元100中的液晶偏振透镜40的焦距不同。或者，部分变焦单元100中的液晶偏振透镜40的焦距不同。

如图6中所示，成像组件包括n个变焦单元100，n为大于等于2的正整数。在采用n个变焦单元100时，可通过叠加的n个变焦单元100可实现多焦点连续变焦。具体的，单个变焦单元100具有两个焦距选择，因此叠加n个变焦单元100可实现个焦距选择。在具体调整时，可通过控制每个变焦单元100中的液晶偏振旋转器20的加电和不加电的状态，改变该变焦单元100的焦距，从而在多个焦距叠加后可形成不同的焦距，实现多个焦点的连续变化。

本申请实施例还提供了一种近眼显示系统，该近眼显示系统包括显示系统以及上述任一项的成像组件；其中，显示系统发射的光线入射至成像组件中的偏振片10。

在上述技术方案中，通过采用偏振片10、液晶偏振旋转器20及四分之一波片30均为宽谱光学器件，并且通过偏振片10、液晶偏振旋转器20及四分之一波片30形成左旋圆偏振光和右旋圆偏振光以与实现液晶偏振透镜40的调焦，从而简化了成像组件的结构，同时简化了调焦的控制。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种成像组件，其特征在于，包括：沿光线传播方向排列的偏振片、液晶偏振旋转器及四分之一波片；其中，

所述偏振片、所述液晶偏振旋转器及所述四分之一波片均为宽谱光学器件；

所述液晶偏振旋转器满足以下条件：

所述液晶偏振旋转器的液晶层的偏振转换率满足：

；其中，T为偏振转换率，d为液晶层的厚度。

2.根据权利要求1所述的成像组件，其特征在于，所述液晶偏振旋转器包括：

3.根据权利要求2所述的成像组件，其特征在于，所述偏振片为所述液晶偏振旋转器的一个透明基板；该透明基板对应的透明电极沉积或电镀在所述偏振片朝向所述液晶层的一面。

4.根据权利要求3所述的成像组件，其特征在于，所述四分之一波片为所述液晶偏振旋转器的另一个透明基板；该透明基板对应的透明电极沉积或电镀在所述四分之一波片朝向所述液晶层的一面。

5.根据权利要求1所述的成像组件，其特征在于，所述偏振片为起偏方向为水平方向的偏振片；

在所述液晶偏振旋转器加电时，光线经过所述偏振片、所述液晶偏振旋转器及所述四分之一波片后形成左旋圆偏振光；在所述液晶偏振旋转器未加电时，光线经过所述偏振片、所述液晶偏振旋转器及所述四分之一波片后形成右旋圆偏振光。

6.根据权利要求1所述的成像组件，其特征在于，所述偏振片为起偏方向为垂直方向的偏振片；

在所述液晶偏振旋转器加电时，光线经过所述偏振片、所述液晶偏振旋转器及所述四分之一波片后形成右旋圆偏振光；在所述液晶偏振旋转器未加电时，光线经过所述偏振片、所述液晶偏振旋转器及所述四分之一波片后形成左旋圆偏振光。

7.根据权利要求1~6任一项所述的成像组件，其特征在于，还包括液晶偏振透镜，所述液晶偏振透镜与所述四分之一波片沿所述光线传播方向排列；

8.根据权利要求7所述的成像组件，其特征在于，所述四分之一波片为消色差波片。

9.根据权利要求7所述的成像组件，其特征在于，所述成像组件包括多个变焦单元，每个变焦单元包括沿光线传播方向排列的所述偏振片、所述液晶偏振旋转器、所述四分之一波片及所述液晶偏振透镜；其中，

10.一种近眼显示系统，其特征在于，包括显示系统以及如权利要求1~9任一项所述的成像组件；其中，所述显示系统发射的光线入射至所述成像组件中的偏振片。