[發(fā)明專利]菲涅爾透鏡及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710667779.6
• 申請(qǐng)日: 2017-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN109387890A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 游鴻文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 雙瑩科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G02B3/08
• 分類號(hào): G02B3/08
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;李林

本發(fā)明揭示一種菲涅爾透鏡及其制造方法。此菲涅爾透鏡包括一透鏡本體、位于該透鏡本體的一側(cè)的平面以及位于該透鏡本體相對(duì)該平面一側(cè)的菲涅爾面，其中，菲涅爾面包含交錯(cuò)形成的有效部及無(wú)效部，且其中，該無(wú)效部具有非平滑的微結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光學(xué)透鏡技術(shù)，特別是，系關(guān)于一種可降低雜散光的菲涅爾透鏡及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著科技進(jìn)步，影像處理越來(lái)越多元化，像是擴(kuò)增實(shí)境，讓使用者在現(xiàn)實(shí)環(huán)境與其他功能結(jié)合下執(zhí)行操作，又如虛擬實(shí)境(VR)，通過(guò)虛擬影像的呈現(xiàn)，讓使用者如身歷其境，可應(yīng)用于電玩、娛樂(lè)等，都是目前重要的研發(fā)方向。

以虛擬實(shí)境技術(shù)來(lái)說(shuō)，目前常通過(guò)頭戴式顯示器來(lái)提供使用者虛擬影像，使用者配戴頭戴式顯示器時(shí)，影像光源是來(lái)自于頭戴式顯示器內(nèi)的影像區(qū)，而使用者眼睛與影像區(qū)之間有若干光學(xué)元件，來(lái)自影像區(qū)的光線經(jīng)若干光學(xué)元件進(jìn)人人眼的成像區(qū)域，因而產(chǎn)生影像。為了讓視場(chǎng)角變大，戴頭戴式顯示器的接目鏡可采用菲涅爾透鏡，其具有重量較輕、制造時(shí)程短以及低成本等優(yōu)點(diǎn)。如圖1A-圖1C所示，圖1A顯示一般透鏡，其至少包括一曲面，光線可在曲面處產(chǎn)生折射，進(jìn)而達(dá)到聚焦或擴(kuò)散效果，菲涅爾透鏡的型態(tài)，是將透鏡中部分區(qū)域省略，如第l圖B中虛線區(qū)域11所示，具體來(lái)說(shuō)，曲面部分12因有折射效果而被保留，在透鏡1中間虛線區(qū)域11省略后，其余曲面部分12可形成一菲涅爾透鏡l，如圖1C所示，菲涅爾透鏡l’包含平面(或非球面)13，而另一面可稱的為菲涅爾面14，如此，整個(gè)菲涅爾透鏡l’體積將可縮小化。

如圖2A所示，菲涅爾面24包含有效部241和無(wú)效部242，當(dāng)光線通過(guò)有效部241折射后，因有效部241的曲面是仿造一般透鏡的曲面，故其折射效果如同圖1A所示的一般透鏡，如折射光線25所示，這也是期待中的光線方向(朝人眼的成像區(qū)域)，然而若光線通過(guò)無(wú)效部242時(shí)，其折射后則會(huì)形成雜散光26，也就是此光線折射后落入非期待位置，此將導(dǎo)致成像效果變差，觀看時(shí)有如影像上覆有一層薄霧感，其原因在于無(wú)效部242為一平滑面，如圖2B所示，因無(wú)效部242是平滑的，此導(dǎo)致射向無(wú)效部242的光線折射后都朝同一方向前去，但又非屬期待位置(人眼的成像區(qū)域)，因此，無(wú)效部242的存在會(huì)致使雜散光的產(chǎn)生，若無(wú)法控制此現(xiàn)象，恐難以提升此類透鏡的成像品質(zhì)。

由上可知，如何找出一種減少菲涅爾透鏡中雜散光的技術(shù)，特別是，無(wú)需增加過(guò)多成本以及繁瑣工序下，仍可簡(jiǎn)易完成此類菲涅爾透鏡，此將成為本技術(shù)領(lǐng)域人員努力追求的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的提出一種可應(yīng)用于頭戴式裝置的菲涅爾透鏡及其制造方法，通過(guò)對(duì)無(wú)效部(即無(wú)效面)的結(jié)構(gòu)改變，如此降低菲涅爾透鏡中的雜散光。

本發(fā)明提出一種菲涅爾透鏡，其包括：透鏡本體、平面及菲涅爾面，其中，平面位于該透鏡本體的一側(cè)，該菲涅爾面位于該透鏡本體相對(duì)該平面的一側(cè)且包含交錯(cuò)形成的有效部及無(wú)效部，其中，該無(wú)效部具有非平滑的微結(jié)構(gòu)。

在一實(shí)施例中，本發(fā)明的菲涅爾透鏡的微結(jié)構(gòu)為階梯狀或波浪狀。

在另一實(shí)施例中，前述的微結(jié)構(gòu)為不規(guī)則狀的結(jié)構(gòu)。

在再一實(shí)施例中，該菲涅爾透鏡的拔模角為0～10度。

本發(fā)明還提出一種菲涅爾透鏡，其應(yīng)用于頭戴式顯示器。

本發(fā)明還提出一種菲涅爾透鏡的制造方法，其包括：將用于制造菲涅爾透鏡的模具中用于形成該菲涅爾透鏡的菲涅爾面所對(duì)應(yīng)的表面進(jìn)行加工處理，以于該表面上形成平滑與非平滑交錯(cuò)的結(jié)構(gòu)：以及令塑料基于該表面上平滑與非平滑交錯(cuò)的結(jié)構(gòu)而形成該菲涅爾透鏡的有效部及無(wú)效部，其中，該無(wú)效部具有非平滑的微結(jié)構(gòu)。

在一實(shí)施例中，本發(fā)明的菲涅爾透鏡的微結(jié)構(gòu)為階梯狀或波浪狀。

在另一實(shí)施例中，前述的微結(jié)構(gòu)為不規(guī)則狀的結(jié)構(gòu)。

在再一實(shí)施例中，該菲涅爾透鏡的拔模角為0～10度。