本公開涉及一種光學系統(tǒng)及其檢測方法。

背景技術：

1、虛擬現(xiàn)實產品采用的技術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備和人眼之間需要的距離，從而使vr設備更輕薄。采用pancake的虛擬現(xiàn)實產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。一般通過對經過貼附上述膜層的鏡片中心區(qū)出射的光進行圓偏度的對位保證品質。

技術實現(xiàn)思路

1、本公開實施例提供一種光學系統(tǒng)以及檢測方法。

2、本公開實施例提供一種光學系統(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膜材，所述鏡片的至少一個表面為非平面，所述第一光學膜材設置在所述非平面上；探測器位于所述待檢測部件的出光側，且被配置為檢測經過所述待檢測部件并出射的光線的特性。所述光學系統(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，根據本公開實施例，所述收光部件包括聚光結構和準直結構，所述聚光結構位于所述準直結構與所述待檢測部件之間。

4、例如，根據本公開實施例，所述收光部件還包括第一光線整形結構，位于所述準直結構與所述聚光結構之間，且被配置為對入射到所述準直結構之前的光線進行發(fā)散整形。

5、例如，根據本公開實施例，光學結構還包括：第二光線整形結構，位于所述待檢測部件的入光側。所述第二光線整形結構被配置為調節(jié)入射到所述待檢測部件的光線的偏轉角度以使得入射到所述第一光學膜材不同位置的光線基本上均垂直于所述第一光學膜材。

6、例如，根據本公開實施例，所述第一光學膜材包括相位延遲膜，所述探測器還被配置為根據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過所述相位延遲膜的相位延遲量的至少之一。

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

8、例如，根據本公開實施例，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內的光線進行會聚，θ不超過70度。

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

10、例如，根據本公開實施例，所述聚光結構包括雙凸透鏡，所述準直結構包括平凸透鏡，所述第一光線整形結構包括平凹透鏡。

11、例如，根據本公開實施例，所述非平面包括非球面和球面的至少之一。

12、本公開實施例提供一種應用于上述光學系統(tǒng)的檢測方法，包括：選取基準部件，其中，所述基準部件包括透鏡和基準光學膜材，所述透鏡包括至少一個曲面表面，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)，所述基準光學膜材設置在所述曲面表面，且所述收光部件位于所述基準部件與所述探測器之間；采用所述探測器檢測經過所述基準部件的邊緣區(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行補償以使所述第一偏振特性包括第一圓偏振光參數(shù)；將所述基準部件替換為所述待檢測部件；采用所述探測器檢測經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)進行比較。

13、例如，根據本公開實施例，檢測方法還包括：采用所述探測器檢測經過所述基準部件的中心區(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，根據本公開實施例，所述基準光學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；對所述第一橢圓偏振光參數(shù)中的穆勒矩陣分量進行補償包括：對所述第一相位延遲膜的穆勒矩陣分量補償?shù)难a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。

15、例如，根據本公開實施例，所述第一光學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膜材，所述第二光學膜材位于所述非平面且位于所述第一光學膜材的入光側，所述第二光學膜材包括第二反射式偏振膜，所述檢測方法還包括：根據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行旋轉以完成所述待檢測部件的邊緣區(qū)位置處的光學對位。

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

技術特征：

1.一種光學系統(tǒng)，包括：

2.根據權利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述收光部件包括聚光結構和準直結構，所述聚光結構位于所述準直結構與所述待檢測部件之間。

3.根據權利要求2所述的光學系統(tǒng)，其中，所述收光部件還包括第一光線整形結構，位于所述準直結構與所述聚光結構之間，且被配置為對入射到所述準直結構之前的光線進行發(fā)散整形。

4.根據權利要求1-3任一項所述的光學系統(tǒng)，還包括：

5.根據權利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述第一光學膜材包括相位延遲膜，所述探測器還被配置為根據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過所述相位延遲膜的相位延遲量的至少之一。

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

7.根據權利要求1-3任一項所述的光學系統(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內的光線進行會聚，θ不超過70度。

8.根據權利要求1-3任一項所述的光學系統(tǒng)，還包括：

9.根據權利要求3所述的光學系統(tǒng)，其中，所述聚光結構包括雙凸透鏡，所述準直結構包括平凸透鏡，所述第一光線整形結構包括平凹透鏡。

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

11.一種應用于權利要求1-3任一項所述的光學系統(tǒng)的檢測方法，包括：

12.根據權利要求11所述的檢測方法，還包括：

13.根據權利要求11所述的檢測方法，其中，所述基準光學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；

14.根據權利要求13所述的檢測方法，其中，所述第一光學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膜材，所述第二光學膜材位于所述非平面且位于所述第一光學膜材的入光側，所述第二光學膜材包括第二反射式偏振膜，

15.根據權利要求11所述的檢測方法，其中，所述第一光學膜材包括第二相位延遲膜；

技術總結
一種光學系統(tǒng)及其檢測方法。該光學系統(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膜材，鏡片的至少一個表面為非平面，第一光學膜材設置在非平面上；探測器位于待檢測部件的出光側，且被配置為檢測經過待檢測部件并出射的光線的特性。光學系統(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，以實現(xiàn)待檢測部件的各個位置出射光線特性量測和分析。

技術研發(fā)人員：白文賓,張子陽,李鑫,朱少鵬,胡心禕
受保護的技術使用者：北京字跳網絡技術有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9