一种目镜镜头及近眼显示系统技术方案

本发明专利技术实施例涉及光学技术领域，公开了一种目镜镜头及近眼显示系统，该目镜镜头包括从像侧到物侧之间共光轴依次设置的：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和平板玻璃，其中，除第三透镜具有负光焦度外，其他透镜具有正光焦度，除第四透镜为双凸透镜外，其他透镜为凸凹透镜，本发明专利技术实施例提供的目镜镜头体积较小，便携性较佳，成像清晰，且兼容性高。

An eyepiece lens and near eye display system

【技术实现步骤摘要】
一种目镜镜头及近眼显示系统
本专利技术实施例涉及光学
，特别涉及一种目镜镜头及近眼显示系统。
技术介绍
用于增强现实的头戴式显示器采用近眼显示技术，可以让人们在查看周围环境的同时，观看正在放映的虚拟图像，虚拟图像叠加在用户感知的真实世界上，能够营造更逼真的体验，用户沉浸感更强。在实现本专利技术实施例过程中，专利技术人发现以上相关技术中至少存在如下问题：现有的增强现实的近眼显示设备，通常采用离轴非球面构成折反射系统，实现大视场角观看，这种系统一般会产生很大的垂轴像差、场曲和畸变，使虚拟画面变形，影响用户体验，且体积较大，便携性不佳。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷，本专利技术实施例的目的是提供一种体积较小且成像清晰的目镜镜头及近眼显示系统。本专利技术实施例的目的是通过如下技术方案实现的：为解决上述技术问题，第一方面，本专利技术实施例中提供了一种目镜镜头，包括从像侧到物侧之间共光轴依次设置的：具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述像侧，其凹面靠近所述物侧；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述第一透镜，其凹面靠近所述物侧；具有负光焦度的第三透镜，所述第三透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述第二透镜，其凹面靠近所述物侧；具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜为双凸透镜；具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述第四透镜，其凹面靠近所述物侧；平板玻璃，其设于所述第五透镜凹面的一侧。在一些实施例中，所述第一透镜为偶次非球面透镜，所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜皆为球面透镜。在一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的材料为光学玻璃或光学树脂。在一些实施例中，所述目镜镜头的有效焦距为14.5mm。在一些实施例中，所述目镜镜头的出瞳距离大于等于18mm。在一些实施例中，所述目镜镜头的对角全视场角为40°。在一些实施例中，所述目镜镜头的出瞳直径大于等于4mm。为解决上述技术问题，第二方面，本专利技术实施例中提供了一种近眼显示系统，包括：显示芯片和光波导，以及如上述第一方面所述的目镜镜头，所述目镜镜头设于所述显示芯片的出光方向上且与所述显示芯片共光轴，所述光波导设于所述目镜镜头的出光方向上。在一些实施例中，所述光波导为几何阵列光波导，其包括入射棱镜片，所述入射棱镜片设置在所述目镜镜头的出光方向上。在一些实施例中，所述光波导为光栅光波导，其包括耦入光栅面，所述耦入光栅面设置在所述目镜镜头的出光方向上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术实施例中提供了一种目镜镜头及近眼显示系统，该目镜镜头包括从像侧到物侧之间共光轴依次设置的：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和平板玻璃，其中，除第三透镜具有负光焦度外，其他透镜具有正光焦度，除第四透镜为双凸透镜外，其他透镜为凸凹透镜，本专利技术实施例提供的目镜镜头体积较小，便携性较佳，成像清晰，且兼容性高。附图说明一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1是本专利技术实施例提供的一种目镜镜头的光学结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的目镜镜头在分辨率为30lp/mm时的全视场传递函数MTF值示意图；图3是本专利技术实施例提供的目镜镜头的全视场全波段的场曲与畸变图；图4是本专利技术实施例提供的目镜镜头的全视场的点列图；图5是本专利技术实施例提供的一种近眼显示系统的光学结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的另一种近眼显示系统的光学结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。此外，本文所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。为了便于连接结构限定，本专利技术以光路行进/光轴的出射方向为参考进行部件的位置限定。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本专利技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。具体地，下面结合附图，对本专利技术实施例作进一步阐述。实施例一请参见图1，其示出了本专利技术实施例提供的一种目镜镜头的光学结构，该目镜镜头包括从像侧到物侧之间共光轴依次设置的：第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4、第五透镜E5和平板玻璃E6。所述第一透镜E1具有正光焦度，所述第一透镜E1为凸凹透镜，其凸面S1靠近所述像侧，其凹面S2靠近所述物侧。所述第二透镜E2具有正光焦度，所述第二透镜E2为凸凹透镜，其凸面S3靠近所述第一透镜E1，其凹面S4靠近所述物侧和所述第三透镜E3。所述第三透镜E3具有负光焦度，所述第三透镜E3为凸凹透镜，其凸面S5靠近所述第二透镜E2，其凹面S6靠近所述物侧和所述第四透镜E4。所述第四透镜E4具有正光焦度，所述第四透镜E4为双凸透镜，其凸面S7靠近所述第三透镜E3，其凸面S8靠近所述物侧和所述第五透镜E5。所述第五透镜E5具有正光焦度，所述第五透镜E5为凸凹透镜，其凸面S9靠近所述第四透镜E4，其凹面S10靠近所述物侧和所述平板玻璃E6。所述平板玻璃E6设于所述第五透镜E5凹面S10的一侧。在本专利技术实施例中，所述第一透镜E1为偶次非球面透镜，所述第二透镜E2、所述第三透镜E3、所述第四透镜E4和所述第五透镜E5皆为球面透镜。在本专利技术实施例中，所述第一透镜E1、所述第二透镜E2、所述第三透镜E3、所述第四透镜E4和所述第五透镜E5的材料为光学玻璃或光学树脂。具体地，如下表所示，为本专利技术实施例提供的目镜镜头的一组实际设计参数，在该设计参数下，本专利技术实施例的目镜镜头的有效焦距EFFL为14.5mm。所述目镜镜头的出瞳距离EDP≥18mm。所述目镜镜头的对角全视场角FOV为40°。所述目镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种目镜镜头，其特征在于，包括从像侧到物侧之间共光轴依次设置的：/n具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述像侧，其凹面靠近所述物侧；/n具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述第一透镜，其凹面靠近所述物侧；/n具有负光焦度的第三透镜，所述第三透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述第二透镜，其凹面靠近所述物侧；/n具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜为双凸透镜；/n具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述第四透镜，其凹面靠近所述物侧；/n平板玻璃，其设于所述第五透镜凹面的一侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种目镜镜头，其特征在于，包括从像侧到物侧之间共光轴依次设置的：
具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述像侧，其凹面靠近所述物侧；
具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述第一透镜，其凹面靠近所述物侧；
具有负光焦度的第三透镜，所述第三透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述第二透镜，其凹面靠近所述物侧；
具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜为双凸透镜；
具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜为凸凹透镜，其凸面靠近所述第四透镜，其凹面靠近所述物侧；
平板玻璃，其设于所述第五透镜凹面的一侧。


2.根据权利要求1所述的目镜镜头，其特征在于，
所述第一透镜为偶次非球面透镜，所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜皆为球面透镜。


3.根据权利要求2所述的目镜镜头，其特征在于，
所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的材料为光学玻璃或光学树脂。


4.根据权利要求1-3任一项所述的目镜镜头，其特征在于，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏鹏华，宋强，马国斌，汪涛，许恒深，
申请(专利权)人：深圳珑璟光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44