目镜以及包括该目镜的显示装置制造方法及图纸

本申请提供了一种目镜。目镜沿着光轴从物侧至像侧依次设置有：第一透镜，具有正光焦度，其物侧面为凸面；以及第二透镜，其像侧面为凹面，第一透镜的物侧面、第一透镜的像侧面、第二透镜的物侧面和第二透镜的像侧面中的至少一个为菲涅尔结构面，其中，目镜的最大半视场角HFOV满足：HFOV>40°，第一透镜的物侧面至成像面的轴上距离TTL与目镜的总有效焦距f之间满足1<TTL/f<1.5，目镜的总有效焦距f与第一透镜的物侧面至第二透镜的像侧面的轴上距离TD之间满足：2<f/TD<5；以及第一透镜的物侧面的有效半径DT11与第二透镜的物侧面的有效半径DT21之间满足：0.7<DT11/DT21<1。

Eyepiece and display device including the same

An eyepiece is provided for this application. The eyepiece along the optical axis from the side to the image side is provided with: a first lens has a positive refractive power, the convex side; and the second lens, the image side is concave, the side of the first lens material, a first lens like material, side to side of the second lens and the second lens like at least one Finel structures, one side, the maximum eyepiece half field angle HFOV meet: HFOV> 40 degrees, lateral to the axis of the first lens imaging on the total effective focal distance between TTL and f between the eyepiece to meet the 1< TTL/f< 1.5, lateral to the second lens focal length eyepiece total effective f with the first lens like the side of the axis distance between TD and 2< f/TD< meet: 5; meet between and side lateral of the first lens and the second lens DT11 effective radius of the effective radius of DT21: 0.7< DT11/DT21< 1.

【技术实现步骤摘要】
目镜以及包括该目镜的显示装置
本申请涉及一种目镜，更具体地，涉及一种用于头戴式显示装置中的目镜。头戴式显示装置例如可以是头戴式虚拟现实(VR)显示装置。本申请还涉及一种配置有上述目镜的显示装置。
技术介绍
近年来随着计算机技术的快速发展，虚拟现实(VR)日趋成熟完善，在专业及消费领域的应用也越来越多。VR目镜作为头戴式显示装置的核心光学元件，直接影响到设备的应用和体验效果，因此对目镜成像质量和外形质量均具有很高要求。现有技术中所提出的头戴目镜系统和头戴显示设备能够在获得较大视场角的同时矫正像差，保证大视角的观影体验。但是为了满足越来越高的市场需求，现有技术的目镜系统的小型化、高像质和广角化特点仍有可以进一步优化的空间。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种小型目镜，以允许有效矫正系统球差和色差，提高成像质量，同时满足VR目镜的广角化和轻薄化的要求。根据本专利技术的一个方面，提供了一种目镜，该目镜沿着光轴从物侧至像侧可依次设置有第一透镜和第二透镜，其中第一透镜可具有正光焦度且其物侧面可为凸面，第二透镜的像侧面可为凹面，沿着光轴从第一透镜的物侧面至第二透镜的像侧面中，至少有一个面为菲涅尔结构面，该菲涅尔结构面可包括依序排列的多个环带，从而形成锯齿表面，每个该环带可包括工作面和非工作面。根据本专利技术的实施方式，目镜的最大半视场角HFOV可满足：HFOV>40°，例如，HFOV≥43.43°。根据本专利技术的实施方式，第一透镜的有效焦距f1与目镜的总有效焦距f之间可满足：0.6<f1/f<1.5，例如，0.68≤f1/f≤1.1。根据本专利技术的实施方式，在目镜的第二表面的菲涅尔结构面中，自近光轴处朝向边缘计数的第i个环带中，工作面为非球面，非工作面为直斜面，该第i个环带与光轴之间的夹角可满足条件式：0°≤θi≤5°，例如，1°≤θi≤5°。根据本专利技术的实施方式，在目镜的第二表面的菲涅尔结构面上，自近光轴处朝向边缘的第i个环带的宽度zi可满足0.08mm≤zi≤3.5mm，例如0.2mm≤zi≤0.5mm；以及该第i个环带的深度di可满足0mm<di≤0.5mm，例如，0mm<di≤0.404mm。根据本专利技术的实施方式，第一透镜的物侧面和像侧面均可为非球面，以及第二透镜的物侧面与像侧面均可为非球面。根据本专利技术的实施方式，目镜的第二表面的菲涅尔结构面中的多个环带排列在一个基底面上，该基底面可以为平面或曲面。根据本专利技术的实施方式，第一透镜的物侧面至成像面的轴上距离TTL与目镜的总有效焦距f之间可满足1<TTL/f<1.5，例如，1.1≤TTL/f≤1.2。根据本专利技术的实施方式，目镜的总有效焦距f与第一透镜的物侧面至第二透镜的像侧面的轴上距离TD之间可满足：2<f/TD<5。根据本专利技术的实施方式，第一透镜的物侧面的有效半径DT11与第二透镜的物侧面的有效半径DT21之间可满足：0.7<DT11/DT21<1，例如，0.92≤DT11/DT21≤0.97。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种可配备有上述目镜的显示装置。根据本专利技术的又一方面，还提供了一种可配备有上述目镜的头戴式VR显示装置。附图说明通过参照以下附图进行的详细描述，本申请的实施方式的以上及其它优点将变得显而易见，附图旨在示出本申请的示例性实施方式而非对其进行限制。在附图中：图1示出了本申请的实施例1的目镜的示意性结构图；图2示出了实施例1中的菲涅尔结构面的局部放大图；图3A示出了实施例1的目镜的轴上色差曲线；图3B示出了实施例1的目镜的象散曲线；图3C示出了实施例1的目镜的倍率色差曲线；图4示出了本申请的实施例2的目镜的示意性结构图；图5A示出了实施例2的目镜的轴上色差曲线；图5B示出了实施例2的目镜的象散曲线；图5C示出了实施例2的目镜的倍率色差曲线；图6示出了本申请的实施例3的目镜的示意性结构图；图7A示出了实施例3的目镜的轴上色差曲线；图7B示出了实施例3的目镜的象散曲线；图7C示出了实施例3的目镜的倍率色差曲线；图8示出了本申请的实施例4的目镜的示意性结构图；图9A示出了实施例4的目镜的轴上色差曲线；图9B示出了实施例4的目镜的象散曲线；图9C示出了实施例4的目镜的倍率色差曲线；图10示出了本申请的实施例5的目镜的示意性结构图；图11A示出了实施例5的目镜的轴上色差曲线；图11B示出了实施例5的目镜的象散曲线；图11C示出了实施例5的目镜的倍率色差曲线。具体实施方式为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状，但应理解各部件的尺寸不由附图限制，而是可在一定的范围内适当调整。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状仅通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。此外，近光轴区域是指光轴附近的区域。第一透镜是靠近物体的透镜而第二透镜是靠近感光元件的透镜。在本文中，每个透镜中最靠近物体的表面称为物侧面，每个透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。还应理解的是，表述“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，其修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独特征。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以/可”来表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本专利技术所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。以下参照图1至图11C并结合具体实施例对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。实施例1本申请的实施例1提供了一种目镜。参照图1，根据本申请的实施例1的目镜沿着光轴从物侧至像侧依次包括第一透镜L1、第二透镜L2和感光元件。第一透镜L1、第二透镜L2和感光元件的各光学表面的参数如下表1所示。表1第一透镜L1和第二透镜L2的非球面高次项系数A4、A6如下表2所示。面号A4A6S1-7.2411E-06-1.7127E-08S2-2.1455E-050.0000E+00S3-2.4183E-05-1.5126E-08S45.1254E-06-2.4272E-08表2参照表1和表2并如图1中所示，第一透本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种目镜，所述目镜沿着光轴从物侧至像侧依次设置有：第一透镜，具有正光焦度，其物侧面为凸面；以及第二透镜，其像侧面为凹面，所述第一透镜的物侧面、所述第一透镜的像侧面、所述第二透镜的物侧面和所述第二透镜的像侧面中的至少一个为菲涅尔结构面，其中，所述目镜的最大半视场角HFOV满足：HFOV>40°。

【技术特征摘要】
1.一种目镜，所述目镜沿着光轴从物侧至像侧依次设置有：第一透镜，具有正光焦度，其物侧面为凸面；以及第二透镜，其像侧面为凹面，所述第一透镜的物侧面、所述第一透镜的像侧面、所述第二透镜的物侧面和所述第二透镜的像侧面中的至少一个为菲涅尔结构面，其中，所述目镜的最大半视场角HFOV满足：HFOV>40°。2.根据权利要求1所述的目镜，其中，所述第一透镜的物侧面至成像面的轴上距离TTL与所述总有效焦距f之间满足1<TTL/f<1.5。3.根据权利要求1所述的目镜，其中，所述总有效焦距f与所述第一透镜的物侧面至所述第二透镜的像侧面的轴上距离TD之间满足：2<f/TD<5。4.根据权利要求1所述的目镜，其中，所述第一透镜的物侧面的有效半径DT11与所述第二透镜的物侧面的有效半径DT21之间满足：0.7<DT11/DT21<1。5.一种目镜，所述目镜沿着光轴从物侧至像侧依次设置有：第一透镜，具有正光焦度，其物侧面为凸面；第二透镜，其像侧面为凹面，所述第一透镜的物侧面、所述第一透镜的像侧面、所述第二透镜的物侧面和所述第二透镜的像侧面中的至少一个为菲涅尔结构面，其中，所述第一透镜的物侧面至成像面的轴上距离TTL与所述目镜的总有效焦距f之间满足1<TTL/f<1.5。6.根据权利要求5所述的目镜，其中，所述总有效焦距f与所述第一透镜的物侧面至所述第二透镜的像侧面的轴上距离TD之间满足：2<f/TD<5。7.根据权利要求5所述的目镜，其中，所述第一透镜的物侧面的有效半径DT11与所述第二透镜的物侧面的有效半径DT21之间满足：0.7<DT11/DT21<1。8.一种目镜，所述目镜沿着光轴从物侧至像侧依次设置有：第一透镜，具有正光焦度，其物侧面为凸面；第二透镜，其像侧面为凹面，所述第一透镜的物侧面、所述第一透镜的像侧面、所述第二透镜的物侧面和所述第二透镜的像侧面中的至少一个为菲涅尔结构面，其中，所述目镜的总有效焦距f与所述第一透镜的物侧面至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋立通，戴付建，金银芳，
申请(专利权)人：浙江舜宇光学有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33