本公開涉及一種光學(xué)系統(tǒng)及其檢測方法。

背景技術(shù)：

1、虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品采用的技術(shù)包括菲涅爾透鏡和超短焦折疊光路(pancake)，其中pancake通過折疊光路大大縮小了近眼顯示設(shè)備和人眼之間需要的距離，從而使vr設(shè)備更輕薄。采用pancake的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品中的鏡片表面貼附有反射式偏振膜和1/4波片，光線依次經(jīng)過反射式偏振片和1/4波片后形成圓偏振光。目前。一般通過對經(jīng)過貼附上述膜層的鏡片中心區(qū)出射的光進(jìn)行圓偏度的對位保證品質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開實(shí)施例提供一種光學(xué)系統(tǒng)以及檢測方法。

2、本公開實(shí)施例提供一種光學(xué)系統(tǒng)，包括：待檢測部件和探測器。待檢測部件包括鏡片和第一光學(xué)膜材，所述鏡片的至少一個(gè)表面為非平面，所述第一光學(xué)膜材設(shè)置在所述非平面上；探測器位于所述待檢測部件的出光側(cè)，且被配置為檢測經(jīng)過所述待檢測部件并出射的光線的特性。所述光學(xué)系統(tǒng)還包括收光部件，位于所述待檢測部件與所述探測器之間，所述收光部件被配置為將經(jīng)過所述待檢測部件的邊緣區(qū)并出射的光線會聚且基本平行射向所述探測器，以使所述探測器檢測經(jīng)過所述待檢測部件的所述邊緣區(qū)并出射的光線的特性。

3、例如，根據(jù)本公開實(shí)施例，所述收光部件包括聚光結(jié)構(gòu)和準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)，所述聚光結(jié)構(gòu)位于所述準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)與所述待檢測部件之間。

4、例如，根據(jù)本公開實(shí)施例，所述收光部件還包括第一光線整形結(jié)構(gòu)，位于所述準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)與所述聚光結(jié)構(gòu)之間，且被配置為對入射到所述準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)之前的光線進(jìn)行發(fā)散整形。

5、例如，根據(jù)本公開實(shí)施例，光學(xué)結(jié)構(gòu)還包括：第二光線整形結(jié)構(gòu)，位于所述待檢測部件的入光側(cè)。所述第二光線整形結(jié)構(gòu)被配置為調(diào)節(jié)入射到所述待檢測部件的光線的偏轉(zhuǎn)角度以使得入射到所述第一光學(xué)膜材不同位置的光線基本上均垂直于所述第一光學(xué)膜材。

6、例如，根據(jù)本公開實(shí)施例，所述第一光學(xué)膜材包括相位延遲膜，所述探測器還被配置為根據(jù)所述出射的光線的特性得到所述相位延遲膜的光軸的延伸方向以及光線經(jīng)過所述相位延遲膜的相位延遲量的至少之一。

7、例如，根據(jù)本公開實(shí)施例，所述待檢測部件還包括第二光學(xué)膜材，所述第二光學(xué)膜材位于所述非平面且位于所述相位延遲膜的入光側(cè)，所述第二光學(xué)膜材包括反射式偏振膜。

8、例如，根據(jù)本公開實(shí)施例，所述收光部件包括光軸，所述收光部件被配置為對從所述待檢測部件出射的光線角度為θ內(nèi)的光線進(jìn)行會聚，θ不超過70度。

9、例如，根據(jù)本公開實(shí)施例，光學(xué)系統(tǒng)還包括：光源，位于所述待檢測部件的入光側(cè)。所述光源被配置為出射平行光線。

10、例如，根據(jù)本公開實(shí)施例，所述聚光結(jié)構(gòu)包括雙凸透鏡，所述準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)包括平凸透鏡，所述第一光線整形結(jié)構(gòu)包括平凹透鏡。

11、例如，根據(jù)本公開實(shí)施例，所述非平面包括非球面和球面的至少之一。

12、本公開實(shí)施例提供一種應(yīng)用于上述光學(xué)系統(tǒng)的檢測方法，包括：選取基準(zhǔn)部件，其中，所述基準(zhǔn)部件包括透鏡和基準(zhǔn)光學(xué)膜材，所述透鏡包括至少一個(gè)曲面表面，所述透鏡與所述鏡片具有相同的厚度，且所述曲面表面與所述非平面具有相同參數(shù)，所述基準(zhǔn)光學(xué)膜材設(shè)置在所述曲面表面，且所述收光部件位于所述基準(zhǔn)部件與所述探測器之間；采用所述探測器檢測經(jīng)過所述基準(zhǔn)部件的邊緣區(qū)并出射的光線的第一偏振特性，其中，所述第一偏振特性包括第一橢圓偏振光參數(shù)；對所述第一橢圓偏振光參數(shù)中的穆勒矩陣分量進(jìn)行補(bǔ)償以使所述第一偏振特性包括第一圓偏振光參數(shù)；將所述基準(zhǔn)部件替換為所述待檢測部件；采用所述探測器檢測經(jīng)過所述待檢測部件的邊緣區(qū)并出射的光線的第二偏振特性，其中，所述第二偏振特性包括第二橢圓偏振光參數(shù)；將所述第二橢圓偏振光參數(shù)與所述第一圓偏振光參數(shù)進(jìn)行比較。

13、例如，根據(jù)本公開實(shí)施例，檢測方法還包括：采用所述探測器檢測經(jīng)過所述基準(zhǔn)部件的中心區(qū)并出射的光線的第三偏振特性，其中，所述第三偏振特性包括第二圓偏振光參數(shù)；采用所述探測器檢測經(jīng)過所述待檢測部件的中心區(qū)并出射的光線的第四偏振特性，其中，所述第四偏振特性與所述第三偏振特性相同。

14、例如，根據(jù)本公開實(shí)施例，所述基準(zhǔn)光學(xué)膜材包括第一相位延遲膜和第一反射式偏振膜，所述第一反射式偏振膜和所述第一相位延遲膜均位于所述曲面表面，且所述第一反射式偏振膜位于所述第一相位延遲膜的入光側(cè)；對所述第一橢圓偏振光參數(shù)中的穆勒矩陣分量進(jìn)行補(bǔ)償包括：對所述第一相位延遲膜的穆勒矩陣分量補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償量為f(δθ)，所述f(δθ)與所述曲面表面的曲率和所述透鏡的折射率的至少之一相關(guān)。

15、例如，根據(jù)本公開實(shí)施例，所述第一光學(xué)膜材包括第二相位延遲膜，所述待檢測部件還包括第二光學(xué)膜材，所述第二光學(xué)膜材位于所述非平面且位于所述第一光學(xué)膜材的入光側(cè)，所述第二光學(xué)膜材包括第二反射式偏振膜，所述檢測方法還包括：根據(jù)所述第二橢圓偏振光參數(shù)與所述第一圓偏振光參數(shù)的比較結(jié)果，對所述第二相位延遲膜和所述第二反射式偏振膜的至少之一進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以完成所述待檢測部件的邊緣區(qū)位置處的光學(xué)對位。

16、例如，根據(jù)本公開實(shí)施例，所述第一光學(xué)膜材包括第二相位延遲膜；根據(jù)所述第二橢圓偏振光參數(shù)與所述第一圓偏振光參數(shù)的比較結(jié)果檢測所述第二相位延遲膜的光軸延伸方向和光線經(jīng)過所述第二相位延遲膜的相位延遲量的至少之一。

技術(shù)特征：

1.一種光學(xué)系統(tǒng)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述收光部件包括聚光結(jié)構(gòu)和準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)，所述聚光結(jié)構(gòu)位于所述準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)與所述待檢測部件之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述收光部件還包括第一光線整形結(jié)構(gòu)，位于所述準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)與所述聚光結(jié)構(gòu)之間，且被配置為對入射到所述準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)之前的光線進(jìn)行發(fā)散整形。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述第一光學(xué)膜材包括相位延遲膜，所述探測器還被配置為根據(jù)所述出射的光線的特性得到所述相位延遲膜的光軸的延伸方向以及光線經(jīng)過所述相位延遲膜的相位延遲量的至少之一。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述待檢測部件還包括第二光學(xué)膜材，所述第二光學(xué)膜材位于所述非平面且位于所述相位延遲膜的入光側(cè)，所述第二光學(xué)膜材包括反射式偏振膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述收光部件包括光軸，所述收光部件被配置為對從所述待檢測部件出射的光線角度為θ內(nèi)的光線進(jìn)行會聚，θ不超過70度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述聚光結(jié)構(gòu)包括雙凸透鏡，所述準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)包括平凸透鏡，所述第一光線整形結(jié)構(gòu)包括平凹透鏡。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述非平面包括非球面和球面的至少之一。

11.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)的檢測方法，包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的檢測方法，還包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的檢測方法，其中，所述基準(zhǔn)光學(xué)膜材包括第一相位延遲膜和第一反射式偏振膜，所述第一反射式偏振膜和所述第一相位延遲膜均位于所述曲面表面，且所述第一反射式偏振膜位于所述第一相位延遲膜的入光側(cè)；

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的檢測方法，其中，所述第一光學(xué)膜材包括第二相位延遲膜，所述待檢測部件還包括第二光學(xué)膜材，所述第二光學(xué)膜材位于所述非平面且位于所述第一光學(xué)膜材的入光側(cè)，所述第二光學(xué)膜材包括第二反射式偏振膜，

15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的檢測方法，其中，所述第一光學(xué)膜材包括第二相位延遲膜；

技術(shù)總結(jié)
一種光學(xué)系統(tǒng)及其檢測方法。該光學(xué)系統(tǒng)包括待檢測部件和探測器。待檢測部件包括鏡片和第一光學(xué)膜材，鏡片的至少一個(gè)表面為非平面，第一光學(xué)膜材設(shè)置在非平面上；探測器位于待檢測部件的出光側(cè)，且被配置為檢測經(jīng)過待檢測部件并出射的光線的特性。光學(xué)系統(tǒng)還包括收光部件，位于待檢測部件與探測器之間，收光部件被配置為將經(jīng)過待檢測部件的邊緣區(qū)并出射的光線會聚且基本平行射向探測器，以使探測器檢測經(jīng)過待檢測部件的邊緣區(qū)并出射的光線的特性。通過在待檢測部件和探測器之間設(shè)置收光部件，可以將從待檢測部件邊緣區(qū)出射的光線收攏并射向探測器，以實(shí)現(xiàn)待檢測部件的各個(gè)位置出射光線特性量測和分析。

技術(shù)研發(fā)人員：白文賓,張子陽,李鑫,朱少鵬,胡心禕
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京字跳網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9