[發明專利]目鏡以及包括該目鏡的顯示裝置

有效

• 申請號: 201811608590.0
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN109828368B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 宋立通;戴付建;金銀芳
• 申請（專利權）人: 浙江舜宇光學有限公司
• 主分類號: G02B25/00
• 分類號: G02B25/00;G02B27/01
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;王艷春

本申請提供了一種目鏡。目鏡沿著光軸從物側至像側依次設置有：第一透鏡，具有正光焦度，其物側面為凸面；以及第二透鏡，其像側面為凹面，第一透鏡的物側面、第一透鏡的像側面、第二透鏡的物側面和第二透鏡的像側面中的至少一個為菲涅爾結構面，其中，目鏡的最大半視場角HFOV滿足：HFOV40°，第一透鏡的物側面至成像面的軸上距離TTL與目鏡的總有效焦距f之間滿足1TTL/f1.5，目鏡的總有效焦距f與第一透鏡的物側面至第二透鏡的像側面的軸上距離TD之間滿足：2f/TD5；以及第一透鏡的物側面的有效半徑DT11與第二透鏡的物側面的有效半徑DT21之間滿足：0.7DT11/DT211。

技術領域

本申請涉及一種目鏡，更具體地，涉及一種用于頭戴式顯示裝置中的目鏡。頭戴式顯示裝置例如可以是頭戴式虛擬現實(VR)顯示裝置。本申請還涉及一種配置有上述目鏡的顯示裝置。

背景技術

近年來隨著計算機技術的快速發展，虛擬現實(VR)日趨成熟完善，在專業及消費領域的應用也越來越多。VR目鏡作為頭戴式顯示裝置的核心光學元件，直接影響到設備的應用和體驗效果，因此對目鏡成像質量和外形質量均具有很高要求。

現有技術中所提出的頭戴目鏡系統和頭戴顯示設備能夠在獲得較大視場角的同時矯正像差，保證大視角的觀影體驗。但是為了滿足越來越高的市場需求，現有技術的目鏡系統的小型化、高像質和廣角化特點仍有可以進一步優化的空間。

發明內容

本發明旨在提供一種小型目鏡，以允許有效矯正系統球差和色差，提高成像質量，同時滿足VR目鏡的廣角化和輕薄化的要求。

根據本發明的一個方面，提供了一種目鏡，該目鏡沿著光軸從物側至像側可依次設置有第一透鏡和第二透鏡，其中第一透鏡可具有正光焦度且其物側面可為凸面，第二透鏡的像側面可為凹面，沿著光軸從第一透鏡的物側面至第二透鏡的像側面中，至少有一個面為菲涅爾結構面，該菲涅爾結構面可包括依序排列的多個環帶，從而形成鋸齒表面，每個該環帶可包括工作面和非工作面。

根據本發明的實施方式，目鏡的最大半視場角HFOV可滿足：HFOV40°，例如，HFOV≥43.43°。

根據本發明的實施方式，第一透鏡的有效焦距f1與目鏡的總有效焦距f之間可滿足：0.6f1/f1.5，例如，0.68≤f1/f≤1.1。

根據本發明的實施方式，在目鏡的第二表面的菲涅爾結構面中，自近光軸處朝向邊緣計數的第i個環帶中，工作面為非球面，非工作面為直斜面，該第i個環帶與光軸之間的夾角可滿足條件式：0°≤θi≤5°，例如，1°≤θi≤5°。

根據本發明的實施方式，在目鏡的第二表面的菲涅爾結構面上，自近光軸處朝向邊緣的第i個環帶的寬度zi可滿足0.08mm≤zi≤3.5mm，例如0.2mm≤zi≤0.5mm；以及該第i個環帶的深度di可滿足0mmdi≤0.5mm，例如，0mmdi≤0.404mm。

根據本發明的實施方式，第一透鏡的物側面和像側面均可為非球面，以及第二透鏡的物側面與像側面均可為非球面。

根據本發明的實施方式，目鏡的第二表面的菲涅爾結構面中的多個環帶排列在一個基底面上，該基底面可以為平面或曲面。

根據本發明的實施方式，第一透鏡的物側面至成像面的軸上距離TTL與目鏡的總有效焦距f之間可滿足1TTL/f1.5，例如，1.1≤TTL/f≤1.2。

根據本發明的實施方式，目鏡的總有效焦距f與第一透鏡的物側面至第二透鏡的像側面的軸上距離TD之間可滿足：2f/TD5。

根據本發明的實施方式，第一透鏡的物側面的有效半徑DT11與第二透鏡的物側面的有效半徑DT21之間可滿足：0.7DT11/DT211，例如，0.92≤DT11/DT21≤0.97。

根據本發明的另一方面，還提供了一種可配備有上述目鏡的顯示裝置。