[发明专利]目镜以及包括该目镜的显示装置

说明书

本申请提供了目镜以及包括该目镜的显示装置。目镜包括一个透镜，该透镜包含相对的第一表面和第二表面，第一表面为人眼侧的对应表面，第二表面为显示元件侧的对应表面。并且，第一表面为菲涅尔结构面，第二表面为非球面曲面，菲涅尔结构面包括依序排列的多个环带，从而形成锯齿表面。其中，透镜的有效焦距满足：35mmEFL45mm。

技术领域

本申请涉及一种目镜，更具体地，涉及一种用于头戴式显示装置中的目镜。头戴式显示装置例如可以是头戴式虚拟现实(VR)显示装置。本申请还涉及一种配置有上述目镜的显示装置。

背景技术

近年来随着计算机技术的快速发展，虚拟现实(VR)日趋成熟完善，在专业及消费领域的应用也越来越多。VR目镜作为头戴式显示装置的核心光学元件，直接影响到设备的应用和体验效果，因此对目镜成像质量和外形质量均具有很高要求。

现有技术中所提出的头戴目镜系统和头戴显示设备能够在获得较大视场角的同时矫正像差，保证大视角的观影体验。但是为了满足越来越高的市场需求，现有技术的目镜系统的小型化和高像质特点仍有可以进一步优化的空间。

发明内容

本申请旨在提供一种小型目镜，以允许有效矫正系统球差和色差，提高成像质量，同时满足VR目镜的小型化和轻薄化的要求。

根据本申请的一个方面，提供了一种目镜，该目镜包括一个透镜，该透镜具有对应于人眼侧的第一表面、以及与所述第一表面相对的第二表面，其中，第一表面为菲涅尔结构面，第二表面为非球面曲面；该菲涅尔结构面可包括依序排列的多个环带，从而形成锯齿表面，以及该目镜的焦距可满足：35mmEFL45mm。

根据本申请的方面，提供了一种目镜，该目镜包括一个透镜，该透镜具有对应于人眼侧的第一表面、以及与所述第一表面相对的第二表面，其中，第一表面为菲涅尔结构面，该菲涅尔结构面包括依序排列的多个环带，从而形成锯齿表面，该多个环带中的每一个环带均由工作面和非工作面组成，其中，透镜的中心厚度CT与透镜的有效外径DY之间满足：0.08CT/DY0.4。

根据本申请的实施方式，透镜的有效焦距可满足：35mmEFL45mm，例如，37.07≤EFL≤45。

根据本申请的实施方式，透镜的中心厚度CT与透镜的有效外径DY之间可满足：0.08CT/DY0.4，例如，0.28≤CT/DY≤0.34。

根据本申请的实施方式，在透镜的第一表面的菲涅尔结构面上，自近光轴处朝向边缘的第i个环带的宽度zi可满足0.08mm≤zi≤3.5mm，例如0.5mm≤zi≤1mm；以及该第i个环带的深度di可满足0mmdi≤0.5mm，例如，0.002mmdi≤0.49mm。

根据本申请的实施方式，定义延人眼至屏幕中心光轴方向为正，则第一表面和光轴的交点与第一表面的有效半径端点之间在光轴上的距离SAG1与透镜的有效外径DY之间可满足：-0.28≤SAG1/DY≤0，例如，-0.09≤SAG1/DY≤-0.06。

根据本申请的实施方式，定义延人眼至屏幕中心光轴方向为正，则第二表面和光轴的交点与第二表面的有效半径端点之间在光轴上的距离SAG2与透镜的有效外径DY之间可满足：-0.4≤SAG2/DY≤-0.2，例如，-0.35≤SAG2/DY≤-0.33。

根据本申请的实施方式，透镜的第一表面的菲涅尔结构面中的多个环带排列在一个基底面上，该基底面为凹面。

根据本申请的实施方式，多个环带所在的基底面的曲率半径R1与透镜的有效焦距EFL之间满足：-2.9R1/EFL-0.4，例如，-2.46≤R1/EFL≤-1.66。

根据本申请的实施方式，每个环带可包括工作面和非工作面。

根据本申请的实施方式，第二表面为非球面曲面。