[发明专利]一种透镜以及包括该透镜的镜头和头戴式显示器

权利要求书

1.一种透镜，所述透镜适用于头戴式显示器的镜头，其特征在于：

所述透镜的两个镜面分别为外凸的非球面镜面；

其中，一个所述非球面镜面的曲率半径绝对值，小于另一个所述非球面镜面的曲率半径绝对值；

所述两个非球面镜面的形状分别符合如下公式，

其中：

Z，为沿光轴方向在r位置以表面定点作参考距光轴；

R，为曲率半径；

r，为所述透镜高度；

K，为圆锥系数；

A、B、C、D、E、F、G、H、J，分别为各项次的非球面系数。

2.一种镜头，所述镜头适用于头戴式显示器，其特征在于，所述镜头由单片透镜构成，所述透镜的两个镜面分别为外凸的非球面镜面；

其中，一个所述非球面镜面的曲率半径绝对值，小于另一个所述非球面镜面的曲率半径绝对值；

所述两个非球面镜面的形状分别符合如下公式，

其中：

Z，为沿光轴方向在r位置以表面定点作参考距光轴；

R，为曲率半径；

r，为所述透镜高度；

K，为圆锥系数；

A、B、C、D、E、F、G、H、J，分别为各项次的非球面系数。

3.一种头戴式显示器，该头戴式显示器包括镜头和显示装置，所述镜头和所述显示装置位于同一光轴，其特征在于，

所述显示装置，进一步包括两个独立显示模块；

所述镜头由单片透镜构成，所述透镜的两个镜面分别为外凸的非球面镜面。

4.如权利要求3所述的头戴显示器，其特征在于，

所述两个独立显示模块为左右排列，其中，

左显示模块，用于显示左眼图像；

右显示模块，用于显示右眼图像。

5.如权利要求4所述的头戴式显示器，其特征在于：

所述显示模块的尺寸，为预先设定；

所述显示模块的显示屏，包括但不限定于，液晶显示屏LCD、发光二级管显示屏LED和有机发光二级管显示屏OLED。

6.如权利要求3所述的头戴式显示器，其特征在于：

所述显示模块，进一步包括，显示控制单元；

所述显示控制单元，用于控制显示模块的屏幕显示。

7.如权利要求3、4、5或6所述的头戴显示器，其特征在于，

所述透镜的两个非球面镜面中，一个所述非球面镜面的曲率半径绝对值，小于另一个所述非球面镜面的曲率半径绝对值；

所述两个非球面镜面的形状分别符合如下公式，

其中，

Z，为沿光轴方向在r位置以表面定点作参考距光轴；

R，为曲率半径；

r，为所述透镜高度；

K，为圆锥系数；

A、B、C、D、E、F、G、H、J，分别为各项次的非球面系数。

8.如权利要求7所述的头戴显示器，其特征在于，

人眼相对于所述镜头的光轴偏移量，其有效范围为0mm至4mm。

9.如权利要求7所述的头戴显示器，其特征在于，

由镜头和左显示模块所组成的左眼光学系统，具有从40到110度的视角，并且形成左眼图像的虚拟图像；

由镜头和右显示模块所组成的右眼光学系统，具有从40到110度的视角，并且形成右眼图像的虚拟图像。

10.如权利要求7所述的头戴式显示器，其中，

左眼光学系统形成距离左眼10米或以上的左眼图像的1124英寸的放大虚拟图像；以及，

右眼光学系统形成距离右眼10米或以上的右眼图像的1124英寸的放大虚拟图像。