CN109031647A - 光学放大方法、光学放大模组及放大*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学放大方法、光学放大模组及放大***，该光学放大模组包括：至少两个偏振片，第一偏振片设置在靠近物侧，所述第二偏振片设置在靠近像侧，所述第一偏振片的透射方向与第一线性偏振方向一致；旋光件，设置在所述第一偏振片和所述第二偏振片之间，用于将光学图像的偏振方向旋转一定角度；成像透镜，设置在所述第一偏振片和所述第二偏振片之间，用于至少两次放大所述光学图像。其优点在于，利用旋光件，减少光学放大模组中的光学元件数量，缩短各个光学元件中的安装空间，使整个模组的体积更小，质量更轻，提高用户在使用放大***时的体验更好。

Description

光学放大方法、光学放大模组及放大***

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种光学放大方法、光学放大模组及放大***。

背景技术

现有技术中光学放大模组结构中，为满足光学放大模组的成像质量和放大倍率，模组内通常包含多个光学器件，由于各个光学器件需要一定的安装空间，因此由多个光学器件组成的光学放大模组往往尺寸和体积比较大。针对市面上的现有的智能VR设备，包括VR智能眼镜，智能头盔及各种头戴显示设备等，在使用过程为保证有较大的放大倍率，必须增大凸面镜的曲率半径或者增大凸面镜与显示屏的距离，而这两种方案的改进结果就是起放大作用的镜片很厚或者镜片与屏幕间的距离过大，最终结果都是整个光学放大***过于笨重，最终的整机也必然笨重，在使用佩戴过程中感觉极度不舒服，直接的影响使用效果。

而为了提高客户体验效果，现有的穿戴式VR智能眼镜，都在保证其较高的成像质量与较大视场角同时，尽可能的缩小其光学放大模组结构，从而减小最终成品的大小，实现轻量化与舒适化。如专利：短距离光学放大模组、放大方法及放大***(公开号：CN105629472A)，其中公开的光学放大模组包括第一相位延迟片、成像透镜、第二相位延迟片、反射性偏振片，上述***中所用到的成像透镜在靠近第一相位延迟片的第一光学面部分反射部分透射，在说明书可知，该成像透镜一面为曲面，另一面为平面，该***中的成像透镜为凸面镜或球面镜，为了保证放大效果必须保证***内有一到多个凸面镜，从而整个光学放大模组尺寸仍比较大，从而使整个光学放大***过于笨重，且多次反射和吸收导致了光能量的损耗严重，视野内图像较暗。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的一个目的在于提供一种光学放大方法、光学放大模组及放大***，在保证放大倍率和成像质量的同时，缩小整个模组的尺寸，以缩小整个放大***的尺寸。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种光学放大方法，包括：

设置至少两个偏振片，其中包括靠近物侧的第一偏振片和靠近像侧的第二偏振片，穿过第一偏振片的光学图像具有第一线性偏振方向；

设置旋光件，位于所述第一偏振片和所述第二偏振片之间；

设置光学图像至少三次穿过所述旋光件，其中光学图像至少一次穿过所述旋光件之后具有第二线性偏振方向，第二线性偏振方向与第二偏振片的透射方向正交，具有第二线性偏振方向的光学图像至少一次穿过旋光件之后具有第三线性偏振方向，第三线性偏振方向与所述第一偏振片的透射方向正交；具有第三线性偏振方向的光学图像至少一次穿过旋光件之后具有第四线性偏振方向，所述第四线性偏振方向与所述第二偏振片的透射方向一致；

设置成像透镜，位于所述第一偏振片和所述第二偏振片之间，所述光学图像至少三次穿过成像透镜，至少进行两次放大。

进一步地，设置所述第一偏振片的透射方向与所述第二偏振片的透射方向呈45°，设置所述旋光件的旋光角度为45°的奇数倍。

进一步地，设置的成像透镜为菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜的锯齿面朝向物侧设置。

本发明的目的还可以采用如下技术方案实现，一种光学放大模组，包括：

至少两个偏振片，第一偏振片设置在靠近物侧，所述第二偏振片设置在靠近像侧，所述第一偏振片的透射方向与第一线性偏振方向一致；

旋光件，设置在所述第一偏振片和所述第二偏振片之间，用于将光学图像的偏振方向旋转一定角度；

成像透镜，设置在所述第一偏振片和所述第二偏振片之间，用于至少两次放大所述光学图像；其中，所述旋光件用于将光学图像的偏振方向由第一线性偏振方向转为具有第二线性偏振方向，所述第二线性偏振方向与所述第二偏振片的透射方向正交；所述旋光件还用于将光学图像的偏振方向由第二线性偏振方向转为第三线性偏振方向，所述第三线性偏振方向与所述第一偏振片的透射方向正交；所述旋光件还用于将光学图像的偏振方向由第三线性偏振方向转为第四线性偏振方向，所述第四线性偏振方向与所述第二偏振片的透射方向一致。

进一步地，所述第一偏振片的透射方向与所述第二偏振片的透射方向呈45°夹角，所述旋光件的旋光角度为45°的奇数倍。

进一步地，所述成像透镜为菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜的锯齿面朝向物侧设置。

进一步地，所述旋光件为旋光膜。

进一步地，所述第一偏振片和所述第二偏振片为膜层结构或薄片结构。

本发明的目的还可以采用如下技术方案实现，一种光学放大***，包括上述的光学放大模组和屏幕，屏幕所在位置为所述光学放大模组中的物侧，所述光学放大模组与所述屏幕同轴设置，所述屏幕上连接有产生光学图像的电子器件。

进一步地，***还包括不影响光学图像的偏振状态和相位延时的光学零件，所述光学零件设置在所述光学放大模组和所述屏幕之间，或者，设置在所述第一偏振片、所述成像透镜、所述旋光件、所述第二偏振片中的任意两个之间，或者，设置在所述光学放大模组与像侧之间。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

在光学放大模组中设置旋光件，通过旋光件改变光学图像的偏振方向，使光学图像在两个偏振片之间反射，从而多次穿过成像透镜，多次放大，延长光路，相比现有的放大模组，减少了相位延迟片和半透半反膜的使用，从而简化了结构，缩小整个模组的体积，同时，减少了半透半反膜对于光能量的消耗，提高成像质量，使应用了该模组的光学放大***更加轻量小巧化，使整个设备具有较大的视场角，眼动范围，高质量的成像效果以及整体小尺寸超薄结构，给用户带来更好的体验。

附图说明

图1为本发明光学放大方法的光路流程示意图；

图2为本发明光学放大模组的一实施例的结构示意图，其显示了光学图像在模组中的偏振方向变化以及光路；

图3为本发明光学放大模组的另一实施例的结构示意图，其显示了光学图像在模组中的偏振方向变化以及光路；

图4为本发明光学放大***的一实施例的结构示意图，虚框中为光学放大模组；

图5为本发明光学放大***的另一实施例的结构示意图，虚框中为光学放大模组；

图6为本发明光学放大***装入光学零件的一实施例的结构示意图；

图7为本发明光学放大***装入光学零件的另一实施例的结构示意图；

图8为基于本发明的光学放大模组实施例的实验光路效果图；

图中：

1、第一偏振片；2、第二偏振片；3、旋光件；4、成像透镜；5、屏幕；6、光学零件。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

参看附图1至图8，根据本发明的光学放大法、光学放大模组及放大***的实施例将在接下来的描述中被阐述，其中光学放大模组解决了模组体积过大的问题，从而使应用有该光学放大模组的放大***的体积缩小，便于佩戴，提高用户体验。

如图1所示，其显示了根据本发明的一个实施例的光学放大方法的光路流程示意图，该方法包括：

设置至少两个偏振片，其中包括靠近物侧的第一偏振片1和靠近像侧的第二偏振片2，穿过第一偏振片1的光学图像具有第一线性偏振方向；

设置旋光件3，位于第一偏振片1和第二偏振片2之间；

设置光学图像至少三次穿过旋光件3，其中光学图像至少一次穿过旋光件3之后具有第二线性偏振方向，第二线性偏振方向与第二偏振片2的透射方向正交，具有第二线性偏振方向的光学图像至少一次穿过旋光件3之后具有第三线性偏振方向，第三线性偏振方向与第一偏振片1的透射方向正交；具有第三线性偏振方向的光学图像至少一次穿过旋光件3之后具有第四线性偏振方向，第四线性偏振方向与第二偏振片2的透射方向一致；

设置成像透镜4，位于第一偏振片1和第二偏振片2之间，光学光学图像至少三次穿过成像透镜4，至少进行两次放大。

上述的旋光件3的数量可以为一个，光学图像一次穿过一个旋光件3后，即可将偏振方向转为第二线性偏振方向，以及从第二线性偏振方向转为第三线性偏振方向，以及从第三线性偏振方向转为第四线性偏振方向，也可设置多个旋光件3，使光学图像穿过多个旋光件3之后，将偏振方向转为第二线性偏振方向，以及从第二线性偏振方向转为第三线性偏振方向，以及从第三线性偏振方向转为第四线性偏振方向。

如附图2和附图3所示，作为本发明的一个优选实施例的实施结构示意图，设置第一偏振片1的透射方向与第二偏振片2的透射方向呈45°，设置旋光件3的旋光角度为45°的奇数倍，更具体地说，

如图2所示，更具体地说，旋光件3的数量为一件，或多个旋光件3复合在一起，实现对光学图像的偏振方向旋转45°，单个旋光件3或复合在一起的多个旋光件3设置在成像透镜4与第一偏振片1之间，光路如下：

光学图像从物侧发出，穿过第一偏振片1，偏振方向转为第一线性偏振方向，而后具有第一线性偏振方向的光学图像穿过旋光件3，偏振方向旋转45°，从第一线性偏振方向转为第二线性偏振方向，而后光学图像穿过成像透镜4，进行一次放大，然后光学图像达到第二偏振片2，由于第一偏振片1的透射方向与第二偏振片2的透射方向呈45°，因此第二线性偏振方向与第二偏振片2的透视方向正交，光学图像被第二偏振片2全反射，穿过成像透镜4，再次穿过旋光件3，偏振方向再次旋转45°，从第二线性偏振方向转为第三线性偏振方向，此时，第三线性偏振方向与第一偏振片1的透射方向正交，因此，光学图像被第一偏振片1全反射，再次穿过旋光片，偏振方向旋转45°，偏振方向由第三线性偏振方向转为第四线性偏振方向，而后光学图像再次穿过成像透镜4，进行二次放大，此时，第四线性偏振方向与第二偏振片2的透射方向一致，因此具有第四线性偏振方向的光学图像可穿过第二偏振片2。通过旋光件3，改变光学图像的偏振方向，大大延长了光路，同时使光学图像进行二次放大，提高成像质量，减少光学元件，使放大模组的体积和质量大大减轻。

需要注意的是，附图2中是以第一偏振片1和第二偏振片2均为P光偏振片为例，但第一偏振片1和第二偏振片2不受附图2中的偏振方向所限，第一偏振片1和第二偏振片2还可以为S光偏振片，同时，附图2中以旋光件3的旋光方向为逆时针为例，旋光件3的旋光方向不受附图2中的旋光方向所限，旋光件3的旋光方向还可以为顺时针方向。

如图3所示，更具体地说，旋光件3的数量为一件，或多个旋光件3复合在一起，实现对光学图像的偏振方向旋转45°，单个旋光件3或复合在一起的多个旋光件3设置在成像透镜4与第二偏振片2之间，光路如下：

光学图像从物侧发出，穿过第一偏振片1，偏振方向转为第一线性偏振方向，然后具有第一线性偏振方向的光学图像穿过成像透镜4，进行一次放大，而后光学图像穿过旋光件3，偏振方向旋转45°，从第一线性偏振方向转为第二线性偏振方向，而后，然后光学图像达到第二偏振片2，由于第一偏振片1的透射方向与第二偏振片2的透射方向呈45°，因此第二线性偏振方向与第二偏振片2的透视方向正交，光学图像被第二偏振片2全反射，再次穿过旋光件3，偏振方向再次旋转45°，从第二线性偏振方向转为第三线性偏振方向，然后再次穿过成像透镜4，抵达第一偏振片1，此时，第三线性偏振方向与第一偏振片1的透射方向正交，因此，光学图像被第一偏振片1全反射，光学图像再次穿过成像透镜4，进行二次放大，而后穿过旋光片，偏振方向再次旋转45°，偏振方向由第三线性偏振方向转为第四线性偏振方向，抵达第二偏振片2，此时，第四线性偏振方向与第二偏振片2的透射方向一致，因此具有第四线性偏振方向的光学图像可穿过第二偏振片2。通过旋光件3，改变光学图像的偏振方向，大大延长了光路，同时使光学图像进行二次放大，提高成像质量，减少光学元件，使放大模组的体积和质量大大减轻。

需要注意的是，附图3中是以第一偏振片1和第二偏振片2均为P光偏振片为例，但第一偏振片1和第二偏振片2不受附图3中的偏振方向所限，第一偏振片1和第二偏振片2还可以为S光偏振片，同时，附图3中以旋光件3的旋光方向为逆时针为例，旋光件3的旋光方向不受附图3中的旋光方向所限，旋光件3的旋光方向还可以为顺时针方向。

此外，为了进一步缩小放大模组的体积，成像透镜4选用菲涅尔透镜，菲涅尔透镜的锯齿面朝向物侧设置，菲涅尔透镜的尺寸相对于现有凸面镜更小，使放大模组内部有更多的安装空间，从而将光学放大模组压缩到12mm以内。更具体地说，菲涅尔透镜焦距为f＝50～70mm，直径45～65mm，采用PMMA材料制成，质量更轻。

此外，为了实现上述放大方法，本发明还提供一种光学放大模组，包括至少两个偏振片，第一偏振片1设置在靠近物侧，第二偏振片2设置在靠近像侧，第一偏振片1的透射方向与第一线性偏振方向一致；

旋光件3，设置在第一偏振片1和第二偏振片2之间，用于将光学图像的偏振方向旋转一定角度；

成像透镜4，设置在第一偏振片1和第二偏振片2之间，用于至少两次放大光学图像；其中，旋光件3用于将光学图像的偏振方向由第一线性偏振方向转为具有第二线性偏振方向，第二线性偏振方向与第二偏振片2的透射方向正交；旋光件3还用于将光学图像的偏振方向由第二线性偏振方向转为第三线性偏振方向，第三线性偏振方向与第一偏振片1的透射方向正交；旋光件3还用于将光学图像的偏振方向由第三线性偏振方向转为第四线性偏振方向，第四线性偏振方向与第二偏振片2的透射方向一致。

优选地，如附图2和附图3所示，第一偏振片1的透射方向与第二偏振片2的透射方向呈45°夹角，旋光件3的旋光角度为45°的奇数倍。更具体地说，如图2所示，更具体地说，旋光件3的数量为一件，或多个旋光件3复合在一起，实现对光学图像的偏振方向旋转45°，单个旋光件3或复合在一起的多个旋光件3设置在成像透镜4与第一偏振片1之间，光路如下：

光学图像从物侧发出，穿过第一偏振片1，偏振方向转为第一线性偏振方向，而后具有第一线性偏振方向的光学图像穿过旋光件3，偏振方向旋转45°，从第一线性偏振方向转为第二线性偏振方向，而后光学图像穿过成像透镜4，进行一次放大，然后光学图像达到第二偏振片2，由于第一偏振片1的透射方向与第二偏振片2的透射方向呈45°，因此第二线性偏振方向与第二偏振片2的透视方向正交，光学图像被第二偏振片2全反射，穿过成像透镜4，再次穿过旋光件3，偏振方向再次旋转45°，从第二线性偏振方向转为第三线性偏振方向，此时，第三线性偏振方向与第一偏振片1的透射方向正交，因此，光学图像被第一偏振片1全反射，再次穿过旋光片，偏振方向旋转45°，偏振方向由第三线性偏振方向转为第四线性偏振方向，而后光学图像再次穿过成像透镜4，进行二次放大，此时，第四线性偏振方向与第二偏振片2的透射方向一致，因此具有第四线性偏振方向的光学图像可穿过第二偏振片2。通过旋光件3，改变光学图像的偏振方向，大大延长了光路，同时使光学图像进行二次放大，提高成像质量，减少光学元件，使放大模组的体积和质量大大减轻。

需要注意的是，附图2中是以第一偏振片1和第二偏振片2均为P光偏振片为例，但第一偏振片1和第二偏振片2不受附图2中的偏振方向所限，第一偏振片1和第二偏振片2还可以为S光偏振片，同时，附图2中以旋光件3的旋光方向为逆时针为例，旋光件3的旋光方向不受附图2中的旋光方向所限，旋光件3的旋光方向还可以为顺时针方向。

如图3所示，更具体地说，旋光件3的数量为一件，或多个旋光件3复合在一起，实现对光学图像的偏振方向旋转45°，单个旋光件3或复合在一起的多个旋光件3设置在成像透镜4与第二偏振片2之间，光路如下：

光学图像从物侧发出，穿过第一偏振片1，偏振方向转为第一线性偏振方向，然后具有第一线性偏振方向的光学图像穿过成像透镜4，进行一次放大，而后光学图像穿过旋光件3，偏振方向旋转45°，从第一线性偏振方向转为第二线性偏振方向，而后，然后光学图像达到第二偏振片2，由于第一偏振片1的透射方向与第二偏振片2的透射方向呈45°，因此第二线性偏振方向与第二偏振片2的透视方向正交，光学图像被第二偏振片2全反射，再次穿过旋光件3，偏振方向再次旋转45°，从第二线性偏振方向转为第三线性偏振方向，然后再次穿过成像透镜4，抵达第一偏振片1，此时，第三线性偏振方向与第一偏振片1的透射方向正交，因此，光学图像被第一偏振片1全反射，光学图像再次穿过成像透镜4，进行二次放大，而后穿过旋光片，偏振方向再次旋转45°，偏振方向由第三线性偏振方向转为第四线性偏振方向，抵达第二偏振片2，此时，第四线性偏振方向与第二偏振片2的透射方向一致，因此具有第四线性偏振方向的光学图像可穿过第二偏振片2。通过旋光件3，改变光学图像的偏振方向，大大延长了光路，同时使光学图像进行二次放大，提高成像质量，减少光学元件，使放大模组的体积和质量大大减轻。

需要注意的是，附图3中是以第一偏振片1和第二偏振片2均为P光偏振片为例，但第一偏振片1和第二偏振片2不受附图3中的偏振方向所限，第一偏振片1和第二偏振片2还可以为S光偏振片，同时，附图3中以旋光件3的旋光方向为逆时针为例，旋光件3的旋光方向不受附图3中的旋光方向所限，旋光件3的旋光方向还可以为顺时针方向。

为了进一步缩小放大模组的体积，第一偏振片1和第二偏振片2均为膜层结构或薄片结构，可单独设置，也可复合在成像透镜4或物侧的屏幕5上，偏振片的加工工艺和粘粘复合工艺为现有技术，不再赘述。同时，旋光件3还可采用旋光膜，旋光膜可对不论从哪个方向穿过的偏振光均旋转固定角度，旋光膜的制作工艺为现有技术，在此不再展开描述。

此外，本实施例中的成像透镜4选用菲涅尔透镜，菲涅尔透镜的锯齿面朝向物侧设置，菲涅尔透镜的尺寸相对于现有凸面镜更小，使放大模组内部有更多的安装空间，从而将光学放大模组压缩到12mm以内。更具体地说，菲涅尔透镜焦距为f＝50～70mm，直径45～65mm，采用PMMA材料制成，质量更轻。

如附图4所示，旋光膜和第一偏振片1在同一侧，均为膜层结构，以粘接复合的方式压缩在一起，复合在物侧的屏幕5上，膜层结构的第二偏振片2复合在菲涅尔透镜的光面上；另外，也可如附图5所示，旋光膜与第二偏振片2在同一侧，均为膜层结构，以粘接复合的方式压缩在一起，复合在菲涅尔透镜的光面上，膜层结构的第一偏振片1复合在物侧的屏幕5上。

此外，设置在像侧的第二偏振片2可以为吸收型偏振片，用于吸收外侧的杂光，防止杂光反射进入眼中，对光学图像显示造成干扰，进一步提高成像质量。

作为本发明的光学放大模组的应用，本发明还提供一种光学放大***，该***包括上述各个实施例描述的光学放大模组和屏幕5，屏幕5所在位置为光学放大模组中的物侧，光学放大模组与屏幕5同轴设置，屏幕5上连接有产生光学图像的电子器件。本实施的光学放大***的屏幕可以为智能设备的显示屏，如电脑、电视等，也可为超短焦光学放大***，设置在近眼智能显示设备中，如VR眼镜、智能眼镜、智能头盔或其他头戴式设备等，。更具体地说，光学模组中的第二偏振片2和旋光膜或第二偏振片2设置在菲涅尔透镜上，菲涅尔透镜与显示屏的距离为8mm～13mm。作为一种超短焦光学放大***，本***的近目距离为12mm～15mm。

基于本身就在重量和体积上有优势的菲涅尔透镜，通过光学设计软件的大量优化和模拟，对菲涅尔镜片的参数进行细化，在保持中心和周围视场都有较高的清晰度的情况下，仍保持较短的光学总长和较轻的重量，下面将结合本发明实例中的相关参数设计，对方案进行详尽的描述，

表1为实施例的相关设计参数

表面编号	表面类型	Y半径	厚度	材质	衍射模式
						物面	球面	无限	-2000.000000		折射
光阑	球面	无限	12.000000		折射
						1	球面	无限	1.000000	PMMA	折射
2	菲涅尔平	-29.505415	13.467982		折射
						3	球面	无限	-13.467982		反射
4	菲涅尔平	-29.505415	-1.000000	PMMA	折射
						5	球面	无限	1.000000	PMMA	反射
6	菲涅尔平	-29.505415	13.467982		折射
						像面	球面	无限	0.000000		折射

表1为各元器件的相对位置参数、尺寸参数，包括Y半径、每一面到下一面的距离、材料、孔径等参数，材料采用PMMA但不限于PMMA制成的菲涅尔透镜。

表2为实施例的菲涅尔透镜的相关参数

参数	值
		Y半径	-29.505415
圆锥曲面常数	-0.810137
		2阶非球面	0.000017
4阶非球面	6.664237e-007
		6阶非球面	-2.047784e-009
8阶非球面	1.006031e-011
		10阶非球面	-2.202882e-014
12阶非球面	1.912256e-017
		14阶非球面	0.0000000
最大离散区域	0.0000000
		区域矢高	0.4000000
中心区域矢高	0.0000000

上述***中采用了的菲涅尔透镜厚度为1mm，12阶优化的非球面透镜，摆放方向为锯齿面迎光，材质选择为PMMA，直径为50mm，更利于轴外球差的矫正。上述表2中的各系数满足非球面公式：

其中：r为透镜上的点到光轴距离，c为曲面顶点的曲率，K为二次曲面系数，d,e,f,g,h,I,j分别为4、6、8、10、12、14、16次曲面系数。

任何通过参数数值变换或者基底面菲涅尔透镜形态的变化(包括但不限于采用弧面基底、多片透镜胶合或组合的光学结构)、光学放大光路的透镜组合、排列顺序变化等都应当在本专利的保护范围内。

上述实施例的光学***总体焦距为28.94mm，F数为3.61，最大视场处畸变-30.17778％，人的眼动范围为8mm，适用于分辨率200万及以上像素的显示器。光学外直径47mm，光学***厚度为14.568mm，人眼观察距离为12mm。需要注意的是，形成的光路图如图8所示，该光路图为彩图，光路分为RGB三路光，为符合审查要求，现转为非彩图，本实施例的描述不受图8限制。上述参数的实施例可较好地应用于VR眼镜中，使其拥有较大的视场角、较高的成像质量、较低的畸变、超薄的尺寸和适用于人眼观察的优势，将给用户带来良好的适用体验该发明可以应用的场景除了VR眼镜，还包含各种智能眼镜、智能头戴显示、近眼显示的穿戴设备中，在此不一一赘述。

此外，如图6和图7所示，***还包括不影响光学图像的偏振状态和相位延时的光学零件6，光学零件6设置在光学放大模组和屏幕5之间，或者，设置在第一偏振片1、成像透镜4、旋光件3、第二偏振片2中的任意两个之间，或者，设置在光学放大模组与像侧之间。如图6所示，为光学零件6设置在光学放大模组和像之间，光学图像经过光学放大模组后在穿过相应的光学零件6，以满足用户的不同需求。如图7，因为第一偏振片1、第二偏振片2和旋光件3均为膜层结构，第一偏振片1复合在屏幕5上，第二偏振片2复合在菲涅尔透镜的光面上，旋光膜复合在第一偏振片1或第二偏振片2上，因此，光学零件6设置在菲涅尔透镜和旋光膜之间且位于菲涅尔透镜的锯齿面之前，该光学零件6可以为一个或多个，实现不同效果，但不改变光学图像的偏振方向和相位。

需要值得注意的，附图6和附图7中以光学零件6的位置在光学放大模组和像之间以及设置在光学零件6设置在菲涅尔透镜和第一偏振片1之间为例进行解释所示，但光学零件6的位置不受附图6和附图7中的位置限制，但第一偏振片1、第二偏振片2和旋光件3不是膜层结构或***的光学零件6为膜层结构时，光学零件6还可设置在第二偏振片2与菲涅尔透镜之间，或者，位于旋光件3与菲涅尔透镜之间且位于菲涅尔透镜的光面之后，或者，位于菲涅尔透镜与第一偏振片1之间，或者，位于第一偏振片1与屏幕5之间。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种光学放大方法，其特征在于，包括：

设置至少两个偏振片，其中包括靠近物侧的第一偏振片和靠近像侧的第二偏振片，穿过第一偏振片的光学图像具有第一线性偏振方向；

设置旋光件，位于所述第一偏振片和所述第二偏振片之间；

设置光学图像至少三次穿过所述旋光件，其中光学图像至少一次穿过所述旋光件之后具有第二线性偏振方向，第二线性偏振方向与第二偏振片的透射方向正交，具有第二线性偏振方向的光学图像至少一次穿过旋光件之后具有第三线性偏振方向，第三线性偏振方向与所述第一偏振片的透射方向正交；具有第三线性偏振方向的光学图像至少一次穿过旋光件之后具有第四线性偏振方向，所述第四线性偏振方向与所述第二偏振片的透射方向一致；

设置成像透镜，位于所述第一偏振片和所述第二偏振片之间，所述光学图像至少三次穿过成像透镜，至少进行两次放大。

2.如权利要求1所述的光学放大方法，其特征在于，设置所述第一偏振片的透射方向与所述第二偏振片的透射方向呈45°，设置所述旋光件的旋光角度为45°的奇数倍。

3.如权利要求1所述的光学放大方法，其特征在于，设置的成像透镜为菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜的锯齿面朝向物侧设置。

4.一种光学放大模组，其特征在于，包括：

至少两个偏振片，第一偏振片设置在靠近物侧，第二偏振片设置在靠近像侧，所述第一偏振片的透射方向与第一线性偏振方向一致；

旋光件，设置在所述第一偏振片和所述第二偏振片之间，用于将光学图像的偏振方向旋转一定角度；

成像透镜，设置在所述第一偏振片和所述第二偏振片之间，用于至少两次放大所述光学图像；其中，所述旋光件用于将光学图像的偏振方向由第一线性偏振方向转为具有第二线性偏振方向，所述第二线性偏振方向与所述第二偏振片的透射方向正交；所述旋光件还用于将光学图像的偏振方向由第二线性偏振方向转为第三线性偏振方向，所述第三线性偏振方向与所述第一偏振片的透射方向正交；所述旋光件还用于将光学图像的偏振方向由第三线性偏振方向转为第四线性偏振方向，所述第四线性偏振方向与所述第二偏振片的透射方向一致。

5.如权利要求4所述的光学放大模组，其特征在于，所述第一偏振片的透射方向与所述第二偏振片的透射方向呈45°夹角，所述旋光件的旋光角度为45°的奇数倍。

6.如权利要求4所述的光学放大模组，其特征在于，所述成像透镜为菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜的锯齿面朝向物侧设置。

7.如权利要求4或5或6所述的光学放大模组，其特征在于，所述旋光件为旋光膜。

8.如权利要求4或5或6所述的光学放大模组，其特征在于，所述第一偏振片和所述第二偏振片为膜层结构或薄片结构。

9.一种光学放大***，其特征在于，包括如权利要求4-8任一条所述的光学放大模组和屏幕，屏幕所在位置为所述光学放大模组中的物侧，所述光学放大模组与所述屏幕同轴设置，所述屏幕上连接有产生光学图像的电子器件。

10.如权利要求9所述的光学放大***，其特征在于，***还包括不影响光学图像的偏振状态和相位延时的光学零件，所述光学零件设置在所述光学放大模组和所述屏幕之间，或者，设置在所述第一偏振片、所述成像透镜、所述旋光件、所述第二偏振片中的任意两个之间，或者，设置在所述光学放大模组与像侧之间。