光学透镜、光学系统及制作光学透镜的方法技术方案

技术编号:20241422 阅读:24 留言:0更新日期:2019-01-29 23:03
本发明专利技术公开一种光学透镜、光学系统及制作光学透镜的方法,其中该光学透镜适于设置于一光束的传递路径上,光学透镜包括多个柱状透镜单元沿着同一方向延伸,且这些柱状透镜单元沿着垂直于延伸方向的方向并排地设置,其中各柱状透镜单元相对于光学透镜的一底面具有一高度,相邻两柱状透镜单元具有一高度差D,且光学透镜符合

【技术实现步骤摘要】
光学透镜、光学系统及制作光学透镜的方法
本专利技术涉及一种光学透镜、光学系统及制作光学透镜的方法。
技术介绍
由激光通过柱状透镜(lenticularlens)后所投影出的一字形光(linearlight),可用来作为光学追踪用的发射源。举例来说,此发射源可应用于虚拟实境(VirtualReality,VR)的定位追踪系统。更详细而言,基站(Basestation)或是灯塔(lighthouse)内部的激光源所发出的激光通过柱状透镜而形成一字形光,而基站或是灯塔内部的马达乘载此柱状透镜并持续旋转,因此此一字形光能够持续扫描特定空间。头戴式显示器(Headmounteddisplay,HMD)或控制器上(Controller)上设置多个光感测器,以侦测基站或是灯塔所发出的一字形光。通过马达的旋转角度以及频率,以及各个光感测器侦测到一字形光的时间差,系统能够判定头戴式显示器或控制器在空间中的六轴坐标。然而,此种一字形光的光形分布常有亮度不均匀的问题,例如是在一字形光中的亮区与暗区。更详细而言,当一字形光的暗区扫过光感测器时,光感测器可能不会侦测到此一字形光的暗区,进而影响定位的精准度。
技术实现思路
本专利技术提供一种光学透镜,使通过其所投影出的光具有均匀的亮度。本专利技术提供一种光学系统,其投影出的光具有均匀的亮度。本专利技术提供一种可制作出上述光学透镜的方法。本专利技术的一实施例提供一种光学透镜,适于设置于一光束的传递路径上,光学透镜包括多个柱状透镜单元沿着同一方向延伸,且这些柱状透镜单元沿着垂直于延伸方向的方向并排地设置,其中各柱状透镜单元相对于光学透镜的一底面具有一高度,相邻两柱状透镜单元具有一高度差D,且光学透镜符合其中,n为光学透镜的折射率,λ为光束的中心波长,且Δλ为光束的谱线宽度。本专利技术的一实施例提供一种光学系统,包括一光源以及一光学透镜。光源适于发出一光束。光学透镜设置于光束的传递路径上。光学透镜包括多个柱状透镜单元沿着同一方向延伸,且这些柱状透镜单元沿着垂直于延伸方向的方向并排地设置,其中各柱状透镜单元相对于光学透镜的一底面具有一高度,相邻两柱状透镜单元具有一高度差D,且光学透镜符合其中,n为光学透镜的折射率,λ为光束的中心波长,且Δλ为光束的谱线宽度。本专利技术的一实施例提供一种制作上述的光学透镜的方法,包括:提供一模具,具有形状对应于透镜单元的一模穴;填入一透镜材料于模穴内;固化透镜材料;以及分离固化后的透镜材料与模具。基于上述,本专利技术的一实施例提出一种光学透镜,其包括多个柱状透镜单元,且相邻两柱状透镜单元具有一高度差D。此光学透镜符合其中,n为光学透镜的折射率,λ为光束的中心波长,且Δλ为光束的谱线宽度。通过上述设计,可避免光束通过相邻两个不具有高度差的柱状透镜单元后发生干涉(interference)而影响光的均匀度。此外,相邻的两柱状透镜单元之间具有高度差,可避免光束通过光学透镜所投影出的光产生亮度偏低的暗区,进而使光束通过光学透镜所投影出的光具有较均匀的亮度。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附的附图作详细说明如下。附图说明图1A为本专利技术的一实施例的一种光学系统的侧视图;图1B为图1A的光学系统的立体图;图2为具有相同高度的多个柱状透镜单元的一种光学透镜的侧视图;图3为包括图2的光学透镜的光学系统的光强度分布图;图4为图1A的光学系统的光强度分布图;图5A为本专利技术的一实施例的一种光学透镜的侧视图;图5B为本专利技术的一实施例的一种光学透镜的侧视图;图5C为本专利技术的一实施例的一种光学透镜的侧视图;图6A至图6C为本专利技术的一实施例的一种光学透镜的制作方法示意图;图7A至图7B为图6A的模具的一种制作方法的示意图;图8A至图8D为图6A的模具的另一种制作方法的示意图;图9A至图9B为本专利技术的一实施例的一种光学透镜的制作方法示意图。符号说明10:光学系统12:光源100、100a、100b、100c、100d、400:光学透镜110:柱状透镜单元110a、410a:第一柱状透镜单元112a:第一曲面110b、410b:第二柱状透镜单元112b:第二曲面200:模具200b:透镜材料210、220、230、240、250:模具单元212、222、232、242、252:模穴表面310、320、330、340、350:公模单元300:模具材料L:光束d1、d2:方向BS:底面H1:第一高度H2:第二高度H3:第三高度D:高度差D1:第一高度差D2:第二高度差W1:第一宽度W2:第二宽度W3:第三宽度C:模穴具体实施方式图1A为本专利技术的一实施例的一种光学系统的侧视图。图1B为图1A的光学系统的立体图。如图1A与图1B所示,本实施例的光学系统10,包括一光源12以及一光学透镜100。光源12适于发出一光束L。光学透镜100设置于光束L的传递路径上。光学透镜100包括多个柱状透镜单元110沿着同一方向(例如是垂直于图1A图面的方向d1)延伸,且这些柱状透镜单元110沿着垂直于延伸方向的方向(例如是图1A图面的左右方向d2)并排地设置。在本实施例中,光学透镜100的材料例如是聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)或是其他适当的透明材料。具体来说,本实施例的多个柱状透镜单元110为两个第一柱状透镜单元110a与一个第二柱状透镜单元110b,且第二柱状透镜单元110b设置于两个第一柱状透镜单元110a之间。在本实施例中,第一柱状透镜单元110a具有相对于底面BS的一第一曲面112a,第二柱状透镜单元110b具有相对于底面BS的一第二曲面112b,且第一曲面112a和第二曲面112b的曲率相同,因此第一柱状透镜单元110a和第二柱状透镜单元110b具有相似的外形。在其他实施例中,第一曲面112a和第二曲面112b的曲率也可以不相同,本专利技术不以此为限。其中,通过控制第一曲面112a和第二曲面112b的曲率,可用以调整其光形分布的范围。在本实施例中,各第一柱状透镜单元110a相对于光学透镜100的底面BS具有相同的一第一高度H1,而第二柱状透镜单元110b相对于光学透镜100的底面BS具有一第二高度H2,其中的第一高度H1不同于第二高度H2。在此,相邻的第一柱状透镜单元110a与第二柱状透镜单元110b之间具有一高度差D,且光学透镜100符合其中,n为光学透镜100的折射率,λ为光束L的中心波长,且Δλ为光束L的谱线宽度(spectralbandwidth)。通过上述设计,可避免光束L通过相邻两个不具有高度差的柱状透镜单元110后发生干涉(interference)而影响光的均匀度。此外,相同的两第一柱状透镜单元110a之间的距离增加,且相邻的第一柱状透镜单元110a与第二柱状透镜单元110b之间具有高度差D,可避免光束L通过光学透镜100所投影出的光产生亮度偏低的暗区。举例来说,当n=1.5,λ=800nm,且Δλ=10nm时,也是光学透镜100的折射率为1.5,光源12发出的光束L的中心波长为800纳米,且谱线宽度为10纳米,相邻的第一柱状透镜单元110a与第二柱状透镜单元110b之间的高度差D只要大于等于34.75微米,即可避免光束L通过光学透镜100所发射出的光产生亮度偏低的暗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学透镜,适于设置于一光束的传递路径上,其特征在于,该光学透镜包括:多个柱状透镜单元沿着同一方向延伸,且该些柱状透镜单元沿着垂直于延伸方向的方向并排地设置,其中各该柱状透镜单元相对于该光学透镜的一底面具有一高度,相邻两柱状透镜单元具有一高度差D,且该光学透镜符合,其中,n为该光学透镜的折射率,λ为该光束的中心波长,且Δλ为该光束的谱线宽度。

【技术特征摘要】
2017.07.20 US 62/535,2211.一种光学透镜,适于设置于一光束的传递路径上,其特征在于,该光学透镜包括:多个柱状透镜单元沿着同一方向延伸,且该些柱状透镜单元沿着垂直于延伸方向的方向并排地设置,其中各该柱状透镜单元相对于该光学透镜的一底面具有一高度,相邻两柱状透镜单元具有一高度差D,且该光学透镜符合,其中,n为该光学透镜的折射率,λ为该光束的中心波长,且Δλ为该光束的谱线宽度。2.如权利要求1所述的光学透镜,其中该些柱状透镜单元包括多个第一柱状透镜单元以及多个第二柱状透镜单元,该些第一柱状透镜单元与该些第二柱状透镜单元交替排列,各该第一柱状透镜单元具有相同的一第一高度,且各该第二柱状透镜单元具有相同的一第二高度。3.如权利要求1所述的光学透镜,其中该些柱状透镜单元包括多个第一柱状透镜单元以及多个第二柱状透镜单元,该些第一柱状透镜单元与该些第二柱状透镜单元交替排列,各该第一柱状透镜单元具有相同的一第一高度,且该些第二柱状透镜单元具有各自不同的高度。4.如权利要求1所述的光学透镜,其中各该柱状透镜单元具有相对于该底面的一曲面,且该些曲面的曲率相同。5.如权利要求1所述的光学透镜,其中各该柱状透镜单元具有相对于该底面的一曲面,且该些曲面的曲率不相同。6.一种光学系统,其特征在于,包括:光源,适于发出一光束;以及光学透镜,设置于该光束的传递路径上,该光学透镜包括:多个柱状透镜单元沿着同一方向延伸,且该些柱状透镜单元沿着垂直于延伸方向的方向并排地设置,其中各该柱状透镜单元相对于该光学透镜的一底面具有一高度,相邻两柱状透镜单元具有一高度差D,且该光学透镜符合,其中,n为该光学透镜的折射率,λ为该光束的中心...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑彦方陈彦安
申请(专利权)人:宏达国际电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾,71

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