光学模组以及头戴显示设备

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头戴显示设备。

背景技术

虚拟现实技术(VR技术)的核心部件是内部采用的光学模组，其显示图像效果的好坏将直接决定着VR显示器的质量。VR光学架构一般需要较大的视场角度来增强沉浸感。但是，视场角度越大，色差越大，而色差对成像的清晰度的影响很大，尤其是边缘视场。

发明内容

本申请的目的是提供一种光学模组以及头戴显示设备的新技术方案，能够在大视场下降低成像的色差。

第一方面，本申请提供了一种光学模组。所述光学模组包括沿同一光轴依次设置的第一成像组件、第二成像组件及第三成像组件；

所述第一成像组件包括至少一个透镜及分光元件；

所述第二成像组件包括至少一个透镜、第一相位延迟器及偏振反射器，且所述第一相位延迟器位于所述分光元件与所述偏振反射器之间；

所述第三成像组件包括至少一个透镜；

所述第一成像组件及所述第三成像组件的光焦度均为正，所述第二成像组件的光焦度为负。

可选地，所述第一成像组件及所述第三成像组件的组合光焦度为φ

可选地，所述第一成像组件包括第一透镜，所述分光元件设于所述第一透镜的任一表面；

所述第二成像组件包括第二透镜，所述第一相位延迟器及所述偏振反射器叠设于所述第二透镜远离所述第一透镜的表面；

所述第三成像组件包括第三透镜。

可选地，所述第一透镜的折射率为n

所述第二透镜的折射率为n

所述第三透镜的焦距为f

所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜之间满足如下关系：

-0.1≤(n

-5≤(f

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一成像组件背离所述第二成像组件的一侧。

可选地，所述第一透镜的光学口径为D

可选地，所述第一透镜靠近所述显示屏幕的表面的曲率为C

所述第二透镜远离所述显示屏幕的表面的曲率为C

所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜之间的关系满足：0＜(C

可选地，所述分光元件设于所述第一透镜靠近所述显示屏幕的表面；

所述偏振反射器及所述第一相位延迟器层叠设置并设于所述第二透镜远离所述显示屏幕的表面。

可选地，所述光学模组还包括第一偏光片；

所述第一偏光片与所述偏振反射器及所述第一相位延迟器依次叠设形成第一复合膜，并设于所述第二透镜远离所述显示屏幕的表面；或者，

所述第一偏光片设于所述第三透镜的任一表面。

可选地，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上叠设有第二复合膜，所述第二复合膜包括第二偏光片及第二相位延迟器，能够用以将自然光转变为圆偏振光。

可选地，所述显示屏幕的尺寸为不大于1.4寸。

可选地，所述光学模组的最大可视半径D与系统总长L满足：D*L≤500。

第二方面，本申请提供了一种头戴显示设备。所述头戴显示设备包括：

壳体；以及

如第一方面所述的光学模组。

本申请的有益效果为：

根据本申请实施例提供的光学模组，对光学架构进行了新的设计并通过合理约束各成像组件的光焦度，形成了两侧的成像组件的光焦度均为正，中部的成像组件的光焦度为负，这种正负正的光焦度搭配方式可以实现降低光学模组的色差，尤其是可以减小边缘视场的色差；本申请实施例提供的光学方案具有在大视场下兼具低色差的优势，这利于提升光学模组的清晰度，尤其是边缘视场的清晰度，从而可以提升用户的沉浸式体验感。

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一种光学模组的结构示意图之一；

图2为图1中的第二镜片的第四表面上设置光学膜材的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光学模组的结构示意图之二；

图4为图1示出的光学模组的点阵列图；

图5为图1示出的光学模组的调制传递函数MTF曲线图；

图6为图1示出的光学模组的场曲和畸变图；

图7为图1示出的光学模组的垂轴色差图；

图8为本申请实施例提供的另一种光学模组的结构示意图；

图9为图8示出的光学模组的点阵列图；

图10为图8示出的光学模组的调制传递函数MTF曲线图；

图11为图8示出的光学模组的场曲和畸变图；

图12为图8示出的光学模组的垂轴色差图；

图13为本申请实施例提供的又一种光学模组的结构示意图；

图14为图13示出的光学模组的点阵列图；

图15为图13示出的光学模组的调制传递函数MTF曲线图；

图16为图13示出的光学模组的场曲和畸变图；

图17为图13示出的光学模组的垂轴色差图；

图18为本申请实施例提供的又一种光学模组的结构示意图；

图19为图18示出的光学模组的点阵列图；

图20为图18示出的光学模组的调制传递函数MTF曲线图；

图21为图18示出的光学模组的场曲和畸变图；

图22为图18示出的光学模组的垂轴色差图。

附图标记说明：

100、第一成像组件；200、第二成像组件；300第三成像组件；

1、显示屏幕；2、屏幕保护元件；3、第一透镜；31、第一表面；32、第二表面；4、第二透镜；41、第三表面；42、第四表面；5、第三透镜；51、第五表面；52、第六表面；6、分光元件；7、第一相位延迟器；8、偏振反射器；9、第一偏光片；10、第一抗反射膜；01、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。

下面结合附图，对本申请实施例提供的光学模组以及头戴显示设备进行详细地描述。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种光学模组，所述光学模组可适合应用于可穿戴设备。所述可穿戴设备例如为头戴显示设备(Head mounted display，HMD)，如VR头戴显示设备。所述VR头戴显示设备例如包括VR智能眼镜或者VR智能头盔等，本申请实施例对头戴显示设备的具体形式对此不做限制。

本申请实施例提出的光学模组，参见图1及图2所示，所述光学模组包括沿同一光轴依次设置的第一成像组件100、第二成像组件200及第三成像组件300。所述第一成像组件100包括至少一个透镜及分光元件6。所述第二成像组件200包括至少一个透镜、第一相位延迟器7及偏振反射器8，且所述第一相位延迟器7位于所述分光元件6与所述偏振反射器8之间。所述第三成像组件300包括至少一个透镜。所述第一成像组件100及所述第三成像组件300的光焦度均为正，所述第二成像组件200的光焦度为负。

根据本申请实施例提供的光学模组，对光学架构进行了新的设计并通过合理约束各成像组件的光焦度，形成了两侧的成像组件的光焦度均为正，中部的成像组件的光焦度为负，这种正、负、正的光焦度搭配方式可以实现降低光学模组的色差，尤其是可以减小边缘视场的色差。本申请实施例提供的光学方案具有在大视场下兼具低色差的优势，这利于提升光学模组的清晰度，尤其是边缘视场的清晰度，从而可以提升用户的沉浸式体验感。

也就是说，本申请上述实施例提供的光学模组，实现了可以在大视场下兼顾低色差，最终能够得到清晰的成像画面。需要说明的是，色差对成像清晰度的影响很大。

根据本申请上述实施例提供的光学模组，其光学构架中包括至少三个成像组件，例如上述的沿同一光轴依次设置的第一成像组件100、第二成像组件200及第三成像组件300，参见图1。并且，将形成折叠光路的光学膜材，例如分光元件6设于所述第一成像组件100中，将第一相位延迟器7及偏振反射器8设于第二成像组件200中，需要保证的是，所述第一相位延迟器7位于所述分光元件6与所述偏振反射器8之间。这样，整个光学模组就形成了折叠光路。

根据本申请上述实施例提供的光学模组，位于两侧的成像组件分别为近屏侧的第一成像组件100及近人眼01侧的第三成像组件300，该两个成像组件的光焦度均为正，而位于该两个成像组件之间的第二成像组件200的光焦度为负。这种光焦度正负正的搭配可以有效的减少色差，尤其是边缘视场的色差。例如，边缘视场的色差可以控制在70μm以下。

本申请实施例提供的光学模组为一种折叠光路。所述光学模组中包含有分光元件6、第一相位延迟器7及偏振反射器8等用于形成折叠光路的光学元件。

其中，所述分光元件6可供一部分光线透射，另一部分光线反射。

所述分光元件6例如为半透半反射膜。

可选的是，所述分光元件6的反射率为47％～53％。

需要说明的是，所述分光元件6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。

其中，所述第一相位延迟器7例如为四分之一波片。

当然，这里的所述第一相位延迟器7也可根据需要设置为其他相位延迟片如半波片等。

本申请实施例提出的光学模组中，设置所述第一相位延迟器7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，所述偏振反射器8例如为线偏振器，其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，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7与所述偏振反射器8二者相配合，能够用于解析光线并对光线进行传递。

需要强调的是，所述分光元件6、所述第一相位延迟器7及所述偏振反射器8这些光学元件在近人眼01一侧的所述透镜组内可形成折叠光路，上述的各个光学元件的布设位置较为灵活，但需要保证的是，所述第一相位延迟器7要介于所述分光元件6与所述偏振反射器8之间。

在本申请的一些示例中，所述第一成像组件100及所述第三成像组件300的组合光焦度为φ

5≤[(φ

根据上述示例，所述第一成像组件100与所述第三成像组件300的光焦度均为正，二者形成的组合光焦度φ

需要强调的是，在满足上述关系的情况下可以使光学模组的最大视场的色差以及色差最大值均有所降低。

例如，所述光学模组在最大视场下的色差值小于40μm。

例如，所述光学模组的最大色差值小于70μm。

但是，若所述第一成像组件100的光焦度φ

需要说明的是，当所述第二成像组件200中含有一个镜片时，φ

在本申请的一些示例中，参见图1及图2，所述第一成像组件100包括第一透镜3，所述分光元件6设于所述第一透镜3的任一表面。所述第二成像组件200包括第二透镜4，所述第一相位延迟器及所述偏振反射器8叠设于所述第二透镜4远离所述第一透镜3的表面。所述第三成像组件300包括第三透镜5。

根据上述示例，所述第一成像组件100可以仅包括单个镜片，例如上述的第一透镜3，在该第一透镜3上贴装或者镀附分光元件6。所述分光元件6例如为半反半透膜。所述第一透镜3位于近屏侧，所述分光元件6直接与所述第一透镜3结合，使得所述第一透镜3可以带有分光元件6。

根据上述示例，所述第二成像组件200可以包括一个镜片及两个光学膜。对于两个光学膜材，尤其是，其中的偏振反射器8被直接设置在所述第二透镜4远离所述第一透镜3的表面上，参见图1，而第一相位延迟器7可以与所述偏振反射器8设于所述第二透镜4的同一表面，也可以异面设置，使得所述第二成像组件200形成镜片自带膜材的结构，这便于所述第二成像组件200在光路中装配。所述第二成像组件200被安置在所述第一成像组件100与所述第三成像组件300之间的空气间隔中。

根据上述示例，所述第三成像组件300可以仅包括一个镜片，也即上述的第三透镜5。所述第三透镜5位于近人眼01的侧。

具体而言，所述第一透镜3带有所述分光元件6，所述第二透镜4带有所述第一相位延迟器7及所述偏振反射器8，在整个光路中，所述第一相位延迟器介于所述分光元件6与所述偏振反射器8之间，以此可以在第一成像组件100与所述第二成像组件200之间形成折叠光路。

需要说明的是，所述第一成像组件100、所述第二成像组件200及所述第三成像组件300中均不限于仅具有一个镜片，任一成像组件中的镜片数量可以根据需要增加，但要保证上述三个成像组件的光焦度为正负正。

在本申请的一些示例中，所述第一透镜3的折射率为n

-0.1≤(n

-5≤(f

根据上述示例，对于整个光学模组中含有的三个透镜通过合理的材料搭配以及光学架构设计，能够有效的降低光学模组的色差，提升光学模组的成像质量。

在本申请的一些示例中，参见图1所示，所述光学模组还包括显示屏幕1，所述显示屏幕1位于所述第一成像组件100背离所述第二成像组件200的一侧。

在所述第一成像组件100、所述第二成像组件200及所述第三成像组件300均具有一个镜片的情况下，请继续参见图1，所述显示屏幕1位于所述第一透镜3背离所述第二透镜4的一侧，所述第三透镜5远离所述显示屏幕1。

可选的是，参见图1，在所述显示屏幕1的出光面上可以设置屏幕保护元件2。所述屏幕保护元件例如为屏幕保护玻璃，其可以对显示屏幕1进行保护。

在本申请的一些示例中，参见图3，所述第一透镜3的光学口径为D

根据上述示例，参见图3，自所述显示屏幕1至人眼01的方向上，所述第一透镜3、所述第二透镜4及所述第三透镜5沿同一光轴依次设置，且该三个透镜的光学口径依次减小，该设计能够确保光线折转较为顺滑，可以降低光学模组的公差敏感度，同时方便透镜的组装。

在本申请的一些示例中，参见图1及图3，所述第一透镜3靠近所述显示屏幕1的表面的曲率为C

0＜(C

根据上述示例中三个透镜的曲率关系约束，可以降低光学模组的成像高度，降低调节入射至光学模组的屏幕侧的发光角度的难度。

在本申请的一些示例中，参见图1所示，所述分光元件6设于所述第一透镜3靠近所述显示屏幕1的表面。所述偏振反射器8及所述第一相位延迟器7层叠设置并设于所述第二透镜4远离所述显示屏幕1的表面。

根据上述示例，在整个光学构架中，用于形成折叠光路的光学膜材例如上述的分光元件6、第一相位延迟器7及偏振反射器8分别设置在相应的透镜表面，整个光路中无需引入额外的平板支撑件，如此可以降低光学模组的组装难度。

可选的是，所述分光元件6可以贴膜或以镀膜的形式形成在所述第一透镜3靠近所述显示屏幕1的表面，本申请中对此不做限制。

可选的是，所述偏振反射器8及所述第一相位延迟器7形成层叠结构，参见图3，该层叠结构设置在所述第二透镜4远离所述显示屏幕1的一侧。

其中，所述偏振反射器8的透过轴方向与所述第一相位延迟器7的快轴或慢轴夹角为45°。所述第一相位延迟器7与所述偏振反射器8二者相配合，能够用于解析光线并对光线进行传递。

其中，所述第一相位延迟器7例如为四分之一波片。所述偏振反射器8例如为偏振反射膜。

在本申请的一些示例中，参见图1所示，所述光学模组还包括第一偏光片9。参见图2，所述第一偏光片9与所述偏振反射器8及所述第一相位延迟器7依次叠设形成第一复合膜，并设于所述第二透镜4远离所述显示屏幕1的表面。或者，所述第一偏光片9设于所述第三透镜5的任一表面。

根据上述示例，所述第一偏光片9的引入可以降低杂散光。

当然，上述的第一复合膜中还可以引入第一抗反射膜10，所述第一抗反射膜10设于所述第一相位延迟器7背离所述偏振反射器8的一侧，参见图2。

根据上述示例，可以在所述第二透镜4远离所述显示屏幕1的表面上引入第一复合膜，参见图2。也可以是，将引入的第一偏光片9单独设置在所述第三透镜5的任一表面上。

在本申请的一些示例中，所述显示屏幕1被配置为能够发射圆偏振光或者自然光；当所述显示屏幕1发射的光线为自然光时，所述显示屏幕1的出光面上叠设有第二复合膜，所述第二复合膜包括第二偏光片及第二相位延迟器，能够用以将自然光转变为圆偏振光。

当所述显示屏幕1发出的是自然光时，则需要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在射入左侧的两个成像组件中，最终出射的光线打入人眼01进行成像，参见图1。

根据上述示例，可以将所述第二相位延迟器与所述第二偏光片贴装在所述显示屏幕1的发光面上，以降低装配难度。

其中，所述第二偏光片例如为线偏振器，其透过轴方向可以沿水平方向、竖直方向或其他任一方向。

其中，所述第二相位延迟器例如为四分之一波片，可实现线偏振光转化为圆偏振光及圆偏振光转化为线偏振光。

具体地，靠近所述显示屏幕1一侧的所述第二相位延迟器的快轴或慢轴方向与所述第二偏光片透过轴方向夹角为45°。

其中，所述显示屏幕1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。

在本申请的一些示例中，所述显示屏幕1的尺寸为不大于1.4寸。

也就是说，本申请实施例提供的光学模组，其主要内的显示屏幕1采用的是1.4寸以下的小尺寸屏幕，可以实现整个光学模组的轻量化和微型化设计。

在本申请的一些示例中，所述光学模组的最大可视半径D与系统总长L满足：D*L≤500。

上述示例中设计约束的光学模组的最大可视半径D与系统总长L的关系范围，有利于缩小系统的体积。

其中，所述光学模组的最大可视半径D为从人眼01侧看到的最大的镜片的半口径。系统的总长度L为靠近人眼01的镜片到显示屏幕1的距离。

根据本申请实施例提供的光学模组，参见图1，所述第一成像组件包含分设在所述显示屏幕1一侧的第一透镜3及人眼01一侧的第三透镜5，所述第二成像组件包含第二透镜4，所述第二透镜4位于所述第一透镜3与所述第三透镜5之间。

请继续参见图1，所述第一透镜3包括第一表面31及第二表面32；其中，所述第一表面31靠近所述显示屏幕1，所述第二表面32远离所述显示屏幕1。所述第二透镜4包括第三表面41及第四表面42；其中，所述第三表面41靠近所述显示屏幕1，所述第四表面42远离所述显示屏幕1。所述第三透镜5包括第五表面51及第六表面52；其中，所述第五表面51靠近所述显示屏幕1，所述第六表面52远离所述显示屏幕1。

参见图1，所述光学模组的光线传播过程如下：

所述显示屏幕1发出圆偏振光，经过所述第一透镜3、所述第二透镜4透射，经过所述第二透镜4的第四表面42上的第一相位延迟器7变成线偏振光(S光)，经过偏振反射器8反射，再次经过所述第四表面42上的第一相位延迟器7变成圆偏振光，经过所述第一透镜3的第一表面31反射，经过所述第四表面42上的第一相位延迟器7变成线偏振光(P光)，经过所述第三透镜5透射，打入人眼01。

可选的是，所述第一透镜3的中心厚度范围为：1mm≤T≤8mm，其包含2个光学面，也即第一表面31及第二表面32，该两个表面可以是非球面或者平面。

例如，所述第一表面31设置有分光元件6，所述第二表面42设置有抗反射膜。

可选的是，所述第二透镜4的中心厚度范围为：1mm≤T≤8mm，其包含2个光学面，也即第三表面41及第四表面42，该两个表面可以是非球面、球面或平面。

例如，参见图3，在所述第四表面42上设置有复合膜，其包含第一抗反射膜10、第一相位延迟器7、偏振反射器8(透P光反S光)及第一偏光片9(透P光)，可以减少杂散光；在第三表面41上设置抗反射膜。

可选的是，所述第三透镜5的中心厚度范围为：1mm≤T≤6mm，其包含2个光学面，也即第五表面51及第六表面52，该两个表面可以是非球面。

例如，在所述第五表面51及所述第六表面52上均设置有抗反射膜。

以下通过实施例1到实施例3对本申请实施例提供的光学模组的光学性能进行说明。

实施例1

参见图1至图3，图1示出的光学模组所述光学模组包括沿同一光轴设置的第一成像组件100、第二成像组件200及第一相位延迟器7；

所述第一成像组件100包括间隔设置的第一透镜3及第三透镜5，分光元件6设于所述第一透镜3的第一表面31；

所述第二成像组件200包括第二透镜4，且所述第二透镜4位于所述第一透镜3与所述第三透镜5之间，所述偏振反射器8设于所述第二透镜4的第四表面42；

所述第一相位延迟器7设于所述第二透镜4的第四表面42；

其中，所述第一透镜的折射率为n

所述光学模组还包括显示屏幕1，所述显示屏幕1位于所述第一透镜3背离所述第二透镜4的一侧；

所述第一透镜3的光学口径为D

所述第一透镜3的第一表面31的曲率为C

所述光学模组还包括第一偏光片9，所述第一偏光片9与所述偏振反射器8及所述第一相位延迟器7依次叠设形成复合膜并设于所述第二透镜4的第四表面42。

表1示出了光学模组的具体光学参数，具体如下。

表1

参见图4，其示出的是实施例1提供的光学模组的点阵列图。点列图是指由一点发出的许多光线经光学系统后，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，其主要用于评价所述投影光学系统的成像质量。在本实施例1中，所述点列图中像点的最大值小于8μm。

参见图5，其示出的是实施例1提供的光学模组的MTF曲线图。MTF曲线图是调制传递函数图，通过黑白线对的对比度表征光学系统的成像清晰度，在本实施例1中，MTF在40lp/mm下>0.2。

参见图6，其示出的是实施例1提供的光学模组的场曲畸变图。本实施例1中，畸变最大发生在1视场，绝对值小于30％。

参见图7，其示出的是实施例1提供的光学模组的垂轴色差图。垂轴色差是指又称为倍率色差，主要是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。本实施例1中，最大色差值小于60um，最大视场下色差小于30um。

实施例2

参见图8，图8示出的光学模组，其与实施例1示出光学模组不同之处在于：内部透镜的光学参数不同。

表2示出了实施例2提供的光学模组的具体光学参数，具体如下。

表2

参见图9，其示出的是实施例2提供的光学模组的点阵列图。点列图是指由一点发出的许多光线经光学系统后，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，其主要用于评价所述投影光学系统的成像质量。在本实施例2中，所述点列图中像点的最大值小于34μm。

参见图10，其示出的是实施例2提供的光学模组的MTF曲线图。MTF曲线图是调制传递函数图，通过黑白线对的对比度表征光学系统的成像清晰度，在本实施例2中，MTF在40lp/mm下>0.2。

参见图11，其示出的是实施例2提供的光学模组的场曲畸变图。本实施例2中，畸变最大发生在1视场，绝对值小于30％。

参见图12，其示出的是实施例2提供的光学模组的垂轴色差图。垂轴色差是指又称为倍率色差，主要是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。本实施例2中，最大色差值小于70um，最大视场下色差小于30um。

实施例3

参见图13，图13示出的光学模组，其与实施例1示出光学模组不同之处在于：内部透镜的光学参数不同。

表3示出了实施例3提供的光学模组的具体光学参数，具体如下。

表3

参见图14，其示出的是实施例3提供的光学模组的点阵列图。点列图是指由一点发出的许多光线经光学系统后，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，其主要用于评价所述投影光学系统的成像质量。在本实施例3中，所述点列图中像点的最大值小于15μm。

参见图15，其示出的是实施例3提供的光学模组的MTF曲线图。MTF曲线图是调制传递函数图，通过黑白线对的对比度表征光学系统的成像清晰度，在本实施例3中，MTF在40lp/mm下>0.2。

参见图16，其示出的是实施例3提供的光学模组的场曲畸变图。本实施例3中，畸变最大发生在1视场，绝对值小于35％。

参见图17，其示出的是实施例3提供的光学模组的垂轴色差图。垂轴色差是指又称为倍率色差，主要是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。本实施例3中，最大色差值小于65um，最大视场下色差小于40um。

实施例4

参见图18，图18示出的光学模组，其与实施例1示出光学模组不同之处在于：

在靠近人眼01一侧的第三成像组件300中设置两片镜片，新增的镜片为第四透镜11，且所述第四透镜11位于所述第三透镜5与人眼01之间。

表4示出了实施例4提供的光学模组的具体光学参数，具体如下。

表4

根据上述表4，所述第四透镜11包括第七表面111及第八表面112，其中，所述第七表面111靠近显示屏幕1，所述第八表面112远离显示屏幕1。

参见图19，其示出的是实施例4提供的光学模组的点阵列图。点列图是指由一点发出的许多光线经光学系统后，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，其主要用于评价所述投影光学系统的成像质量。在本实施例4中，所述点列图中像点的最大值小于16μm。

参见图20，其示出的是实施例3提供的光学模组的MTF曲线图。MTF曲线图是调制传递函数图，通过黑白线对的对比度表征光学系统的成像清晰度，在本实施例4中，MTF在40lp/mm下>0.5。

参见图21，其示出的是实施例4提供的光学模组的场曲畸变图。本实施例4中，畸变最大发生在1视场，绝对值小于30％。

参见图22，其示出的是实施例4提供的光学模组的垂轴色差图。垂轴色差是指又称为倍率色差，主要是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。本实施例4中，最大色差值小于65um，最大视场下色差小于40um。

根据本申请的另一个实施例，提供了一种头戴显示设备。所述头戴显示设备包括外壳以及如上述所述的光学模组。

所述头戴显示设备包括VR智能眼镜或者VR智能头盔等，本申请实施例中对此不做限制。

本申请实施例的头戴显示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。