消色差透镜、光学模组及VR佩戴设备制造技术

本发明专利技术提供一种消色差透镜、光学模组及VR佩戴设备，属于光学显示成像技术领域，能够有效的减轻出光的色差缺陷，提高显示效果。消色差透镜包括第一透镜，第一透镜包括垂直于主光轴且相对设置的折射表面和二元光学表面，二元光学表面包括环带结构面以及在环带结构面上二元化形成的多个环阶，环阶的深度T满足：T＝h/2

Achromatic lens, optical module and VR wearing equipment

【技术实现步骤摘要】
消色差透镜、光学模组及VR佩戴设备
本专利技术涉及光学显示成像
，具体而言，涉及一种消色差透镜、光学模组及VR佩戴设备。
技术介绍
现有技术中，为了在能够实现虚拟现实的大视场角显示的前提下，尽可能使光学放大模组轻薄和小型化，通常成像透镜组设置为单透镜的形式。这种单透镜通常为存在一个非球面的凸透镜，但这种完全基于折射原理工作的非球面透镜(如已授权专利CN105572894B)由于不同色光随波长的折射率色散导致系统各视场色差较为明显，尤其是边缘视场的色差严重，显示的颜色均匀性较差，严重影响用户的使用体验。菲涅尔透镜具有校正色差的功能，但是菲涅尔透镜的色差校正能力有限，并不能满足消色差的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种消色差透镜、光学模组及VR佩戴设备，能够有效的减轻出光的色差缺陷，提高显示效果。本专利技术的实施例是这样实现的：本专利技术实施例的一方面，提供一种消色差透镜，包括第一透镜，第一透镜包括垂直于主光轴且相对设置的折射表面和二元光学表面，二元光学表面包括环带结构面以及在环带结构面上二元化形成的多个环阶，环阶的深度T满足：T＝h/2n；式中，h为环带的层厚，n为环阶的级次。可选地，环带结构面包括同心环设的多个环带，多个环带的宽度由中心向边缘逐渐减小，以使相邻两个环带的相位差为2π的整数倍。可选地，环带结构面为菲涅尔衍射环面。可选地，折射表面为凸面。本专利技术实施例的另一方面，提供一种光学模组，包括：上述任意一项的消色差透镜。可选的，本专利技术实施例的光学模组还包括分光镜组，分光镜组包括沿消色差透镜近光源侧依次设置的第一分光镜和第二分光镜，在第一分光镜和第二分光镜相对的表面分别镀有分光膜层；其中，第一分光镜与第二分光镜的间距在2mm-15mm之间。可选地，本专利技术实施例的光学模组还包括偏光镜组，偏光镜组包括在消色差透镜的近光源侧依次设置的偏振层、第一1/4波片和第二1/4波片，偏振层的透过轴方向与光源的偏振方向垂直。可选地，本专利技术实施例的光学模组还包括在偏光镜组的偏振层的近光源侧设置的第一分光镜，在第一分光镜的一侧表面镀有分光膜层。可选地，本专利技术的光学模组还包括分光镜组，分光镜组包括依次设置的第一分光镜和第二分光镜，在第一分光镜和第二分光镜相对的表面分别镀有分光膜层，分光镜组设置于偏光镜组的偏振层的近光源侧。本专利技术实施例的又一方面，提供一种VR佩戴设备，包括：上述任意一项的光学模组。本专利技术实施例的有益效果包括：本专利技术实施例提供的一种消色差透镜，包括第一透镜，第一透镜包括垂直于主光轴且相对设置的折射表面和二元光学表面，二元光学表面包括环带结构面以及在环带结构面上二元化形成的多个环阶，环阶的深度T满足：T＝h/2n；式中，h为环带的层厚，n为环阶的级次。通过在第一透镜相对的两侧分别设置的折射表面和二元光学表面，对成像进行正色散和负色散的整合校正，使得仅通过单透镜的结构即可有效的消除系统色差，提高了出光显示效果。本专利技术实施例提供的光学模组采用上述的消色差透镜，能够通过单透镜结构的折射表面和二元光学表面有效的消除系统色差，提高出光显示效果。本专利技术实施例提供的VR佩戴设备采用上述的光学模组，具有较好的消色差能力，显示效果较好，且光路结构紧凑，结构整体体积较小，佩戴使用方便，且能够提高用户的观影体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的消色差透镜的结构示意图；图2为RGB三色混合白光通过折射透镜消色差后各色光成像位置示意图；图3为RGB三色混合白光通过衍射透镜消色差后各色光成像位置示意图；图4为RGB三色混合白光通过本专利技术实施例提供的消色差透镜后各色光成像位置图；图5为本专利技术实施例提供的消色差透镜的模拟光路示意图；图6为经过为本专利技术实施例提供的消色差透镜消除色差后各视场位置的各色光斑重合效果模拟图；图7为经过为本专利技术实施例提供的消色差透镜消除色差后各色光漂移变化曲线图；图8为本专利技术实施例提供的一种光学模组的模拟光路示意图；图9为本专利技术实施例提供的另一种光学模组的模拟光路示意图；图10为本专利技术实施例提供的又一种光学模组的模拟光路示意图；图11为本专利技术实施例提供的再一种光学模组的模拟光路示意图。图标：10-第一透镜；11-折射表面；12-二元光学表面；121-环带结构面；122-环阶；20-分光镜组；21-第一分光镜；22-第二分光镜；30-偏光镜组；31-偏振层；32-第一1/4波片；33-第二1/4波片；R-红光；G-绿光；B-蓝光；T-环阶122的深度；d-环带的宽度；h-环带的层厚；n-环阶122的级次。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。图1为本专利技术提供的消色差透镜的结构示意图，请参照图1，本专利技术实施例提供一种消色差透镜，包括：第一透镜10，第一透镜10包括垂直于主光轴且相对设置的折射表面11和二元光学表面12，二元光学表面12包括环带结构面121以及在环带结构面121上二元化形成的多个环阶122，环阶122的深度T满足：T＝h/2n(1)；式中，h为环带的层厚，n为环阶122的级次。需要说明的是，第一，图1中示出的本专利技术实施例的消色差透镜的结构示意图为第一透镜10的截面图，通常情况下，第一透镜10为圆形，图1中示出的折射表面11为平面，环带结构面121为由菲涅尔衍射环组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消色差透镜，其特征在于，包括第一透镜，所述第一透镜包括垂直于主光轴且相对设置的折射表面和二元光学表面，所述二元光学表面包括环带结构面以及在所述环带结构面上二元化形成的多个环阶，所述环阶的深度T满足：T＝h/2

【技术特征摘要】
1.一种消色差透镜，其特征在于，包括第一透镜，所述第一透镜包括垂直于主光轴且相对设置的折射表面和二元光学表面，所述二元光学表面包括环带结构面以及在所述环带结构面上二元化形成的多个环阶，所述环阶的深度T满足：T＝h/2n；
式中，h为环带的层厚，n为环阶的级次。


2.如权利要求1所述的消色差透镜，其特征在于，所述环带结构面包括同心环设的多个环带，多个所述环带的宽度由中心向边缘逐渐减小，以使相邻两个所述环带的相位差为2π的整数倍。


3.如权利要求1所述的消色差透镜，其特征在于，所述环带结构面为菲涅尔衍射环面。


4.如权利要求1所述的消色差透镜，其特征在于，所述折射表面为凸面。


5.一种光学模组，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的消色差透镜。


6.如权利要求5所述的光学模组，其特征在于，还包括分光镜组，所述分光镜组包括沿所述消色差透镜的近光源侧依次设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明欢，麦英强，冯东洋，刘风雷，
申请(专利权)人：浙江水晶光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33