[发明专利]曲面透镜和显示装置

说明书

一种曲面透镜和显示装置。该曲面透镜包括多个围绕曲面透镜的光学中心布置且彼此相接的多个子透镜；多个子透镜的每个包括彼此对置的第一曲面和第二曲面；多个第一曲面彼此相接形成曲面透镜的出光面，多个第二曲面彼此相接形成曲面透镜的入光面，相比于入光面，出光面更为靠近曲面透镜的光学中心；入光面整体上为凸曲面，出光面整体上为凹曲面；多个第一曲面和多个第二曲面均为自由曲面。

技术领域

本公开的实施例涉及一种曲面透镜和显示装置。

背景技术

随着显示技术的发展，诸如虚拟现实(VirtualReality，VR)显示装置和增强现实(AugmentedReality，AR)显示装置受到了用户的广泛认可以及业界的广泛关注。虚拟现实装置具有沉浸感(Immersion)、交互性(Interaction)和想象性(Imagination)等优势；增强现实显示装置通过将显示的虚拟场景图像叠加在外界真实场景中，可以实现外界真实场景与虚拟场景的融合，并因此可以提升用户对现实世界的认知能力。

发明内容

本公开的至少一个实施例提供了一种曲面透镜，其包括多个围绕所述曲面透镜的光学中心布置且彼此相接的多个子透镜；所述多个子透镜的每个包括彼此对置的第一曲面和第二曲面；多个所述第一曲面彼此相接形成所述曲面透镜的出光面，多个所述第二曲面彼此相接形成所述曲面透镜的入光面，相比于所述入光面，所述出光面更为靠近所述曲面透镜的光学中心；所述入光面整体上为凸曲面，所述出光面整体上为凹曲面；以及多个所述第一曲面和多个所述第二曲面均为自由曲面。

例如，在所述曲面透镜的至少一个示例中，所述多个子透镜彼此相同。

例如，在所述曲面透镜的至少一个示例中，所述多个子透镜的数目为奇数个，所述多个子透镜的数目为三。

例如，在所述曲面透镜的至少一个示例中，相邻的所述第一曲面的夹角大于120度。

例如，在所述曲面透镜的至少一个示例中，所述多个子透镜的每个包括多个围绕所述光学中心布置且彼此相接的多个亚子透镜；每个所述亚子透镜包括彼此对置的第一子曲面和第二子曲面；所述第一子曲面为第一自由曲面，所述第二子曲面为第二自由曲面；以及多个所述第一子曲面彼此相接形成所述第一曲面，多个所述第二子曲面彼此相接形成所述第二曲面。

例如，在所述曲面透镜的至少一个示例中，所述多个子透镜的每个包括两个所述亚子透镜，两个所述亚子透镜相对于第一平面对称分布。

例如，在所述曲面透镜的至少一个示例中，相邻的两个所述第一子曲面之间的夹角大于140度。

例如，在所述曲面透镜的至少一个示例中，所述多个子透镜的每个的中心厚度大于2.5毫米，所述多个子透镜的每个的边缘厚度大于1.2毫米，所述多个子透镜的每个的中心厚度与边缘厚度的比值位于1.8-2.7之间。

例如，在所述曲面透镜的至少一个示例中，所述多个第一子曲面的每个的表面形状z1(x，y)以及所述多个第二子曲面的每个的表面形状z2(x，y)分别满足以下的表达式(1)和(2)：

其中，c1为所述多个第一子曲面的每个的曲率半径；k1为所述多个第一子曲面的每个的二次曲面常数，Cmn1为所述多个第一子曲面的每个的第m-n阶的系数；c2为所述多个第二子曲面的每个的曲率半径；k2为所述多个第二子曲面的每个的二次曲面常数；Cmn2为所述多个第二子曲面的每个的第m-n阶的系数；m+n大于等于1且小于等于p。

例如，在所述曲面透镜的至少一个示例中，在m的取值为奇数时，Cmn1和Cmn2的取值均为零；以及在m+n的取值为奇数时，所述多个第一子曲面的第m-n阶的系数之和等于零，所述多个第二子曲面的第m-n阶的系数之和等于零。