一种微显示目镜和头戴设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微显示目镜和头戴设备。所述微显示目镜包括两个正透镜，沿着光线入射方向依次设置第一正透镜和第二正透镜，在至少一表面上设置具有正光焦度的衍射面，通过衍射面和折射面相互补偿光焦度，使微显示目镜的发光屏幕在1英寸的情况下实现80°的视场角；由于衍射面在正光焦度状态下具有正的色散，因此可以有效补偿系统的色差，并且衍射面不会产生场曲，从而可以进一步提高边缘视场的成像质量；同时采用易于加工的塑料材质的透镜减小体积。本技术方案提供的微显示目镜和头戴设备能够满足轻量化、小型化、低成本和大视场的市场需求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学
，特别涉及一种微显示目镜和头戴设备。
技术介绍
微显示(即微小屏幕)头戴设备因其屏幕尺寸小、成本低、轻量化的优点在市场上广受欢迎。微显示系统中像高和视场角满足关系式h = f ^tan(Q)，其中h为屏幕半高度，f为光学系统焦距，Θ为半视场角。如果微显示系统提供较大的视场角，即在公式中的h取小值而Θ需取大值的要求下，焦距f的取值就会很小。在光学系统的口径一定的情况下，系统的焦距f越小，其屈光度就越强。这就需要多组镜片分担光焦度避免由屈光度过大引起巨大像差。但是采用多组镜片的光学系统有悖于轻量化、小型化的要求；并且传统的光学系统中，校正色差需要正负透镜组合，而引入负透镜则会加大正透镜的光焦度负担，影响成像质量，所以传统的设计很难提供较大的视场角，无法给使用者带来足够的沉浸感，难以满足大视场微显示头戴系统的要求。
技术实现思路
本技术提供了一种微显示目镜和头戴设备，以解决现有目镜无法在轻量化、小型化的要求下实现大视场的问题。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的:一方面，本技术提供了一种微显示目镜，包括第一正透镜和第二正透镜，所述第一正透镜和第二正透镜沿着光线入射的方向依次设置，所述第一正透镜具有面向像方的第一表面和面向物方的第二表面；所述第二正透镜具有面向像方的第三表面和面向物方的第四表面；其中所述第一表面、第二表面、第三表面、第四表面中至少有一面为具有正光焦度的衍射面。优选地，所述第一正透镜的第一表面凸向像方，第二表面的中央位置凸向物方，且第二表面为衍射面；所述第二正透镜的第三表面凸向像方，第四表面的中央位置凸向物方，且第三表面为衍射面。优选地，所述第二表面的衍射面和所述第三表面的衍射面的面型相同。优选地，所述第一表面和所述第四表面为非球面。优选地，所述第一正透镜和所述第二正透镜的上下端面为平面。优选地所述第一正透镜和/或所述第二正透镜为塑料材质。优选地，所述第一正透镜的折射率范围为1.45 < H1 < 1.70，色散范围为50 < v i< 75 ;所述第二正透镜为折射率范围为1.45 < n2< 1.75，色散范围为25 < v 2< 40。优选地，所述微显示目镜的发光屏幕的尺寸小于I英寸。优选地，所述微显示目镜的光阑为人眼瞳孔，与所述第一表面的距离为10mm。另一方面，本技术提供了一种头戴设备，所述头戴设备采用上述技术方案提供的微显示目镜。本技术方案提供的微显示目镜和头戴设备采用双正透镜结构，并且在两个正透镜的至少一个表面上设置具有正光焦度的衍射面，通过衍射面和折射面相互补偿光焦度，使微显示目镜的发光屏幕在I英寸的情况下实现80°的视场角；由于衍射面在正光焦度状态下具有正的色散，能够有效的补偿系统的色差，并且几乎不会产生任何场曲，因此微显示目镜的边缘视场的成像质量显著提高；同时本实施例中的透镜可以采用易于加工的塑料材质，进一步减小系统的体积，以使微显示目镜和头戴设备能够满足轻量化、小型化、大视场、低成本的市场需求。【附图说明】图1为本技术实施例提供的微显示目镜的结构示意图；图2为本技术实施例提供的微显示目镜的场曲和畸变像差曲线示意图；图3为本技术实施例提供的微显示目镜的点列图；图4为一种未校正倍率色差的微显示目镜的点列图；图5为本技术实施例提供的微显示目镜的光学传递函数曲线示意图；图6为本技术实施例提供的微显示目镜的倍率色差示意图；图7为一种未校色差的微显示目镜的倍率色差示意图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。图1为本技术实施例提供的微显示目镜的结构示意图，本系统为折衍混合式光学系统。该微显示目镜包括第一正透镜I和第二正透镜2，第一正透镜I和第二正透镜2沿着光线入射的方向依次设置，其中微显示目镜的光阑3即为人眼瞳孔，与第一正透镜I的第一表面11的距离为10mm，其中:第一正透镜I具有面向像方的第一表面11和面向物方的第二表面12 ；第二正透镜2具有面向像方的第三表面21和面向物方的第四表面22 ；且所述第一表面11、第二表面12、第三表面21、第四表面22中至少有一表面设置成具有正光焦度的衍射面。在一优选实施例中，第一正透镜I的第一表面11凸向像方，第二表面12的中央位置凸向物方，且第二表面12为衍射面；第二正透镜2的第三表面21凸向像方，第四表面22的中央位置凸向物方，且第三表面21为衍射面。本优选实施例通过设置两个衍射面来分担系统所需的光焦度，并且分别设置在第二表面和第三表面，使两个衍射面位于光学系统的中间位置，方便在生产过程中保护衍射面的面型。进一步优选地，将第二表面12和第三表面21的衍射面的面型设计成相同。两个面型相同的衍射面可以减少模具加工费用、节省成本。进一步优选地，将第一表面11和第四表面22设计为非球面，以降低系统的加工复杂度。进一步优选地，将第一正透镜I和第二正透镜2的上下端面设计为平面，方便调节透镜的装调误差。在另一实施例中，第一正透镜I为塑料材质，其折射率范围为1.45 < H1 < 1.70，色散范围为50 < Vl< 75 ;第二正透镜2为塑料材质，其折射率范围为1.45 < η !< 1.70，色散范围为50 < V1 < 75，塑料材质的透镜当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微显示目镜，其特征在于，包括第一正透镜和第二正透镜，所述第一正透镜和第二正透镜沿着光线入射的方向依次设置，所述第一正透镜具有面向像方的第一表面和面向物方的第二表面；所述第二正透镜具有面向像方的第三表面和面向物方的第四表面；其中所述第一表面、第二表面、第三表面、第四表面中至少有一面为具有正光焦度的衍射面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王元鹏，
申请(专利权)人：青岛歌尔声学科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37