[发明专利]消色差透镜、光学模组及VR佩戴设备

说明书

本发明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/2ⁿ；式中，h为环带的层厚，n为环阶的级次。

技术领域

本发明涉及光学显示成像技术领域，具体而言，涉及一种消色差透镜、光学模组及VR佩戴设备。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，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。

本发明实施例的另一方面，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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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。

本发明实施例的又一方面，提供一种VR佩戴设备，包括：上述任意一项的光学模组。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明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。