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一种扩大视场角的目镜

阅读：292发布：2021-10-24

专利汇可以提供一种扩大视场角的目镜专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及光学技术领域。一种扩大视场角的目镜，包括目镜主体，目镜主体的前端面为第一曲面，目镜主体的后端面为第二曲面，第一曲面与第二曲面均为旋转对称面；第一曲面中央呈外凸状，第一曲面的边缘呈内凹状，第二曲面呈外凸状。本发明采用的目镜结构用于虚拟现实装置显示，优化了传统双外凸的目镜结构，在2k 分辨率的前提下，在特定的空间范围内，可实现畸变系数低于10％，色差小，视场角120度，放大率合适，y方向上小的偏心范围内都能获得较好成像质量的光学镜头。，下面是一种扩大视场角的目镜专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种扩大视场角的目镜，包括目镜主体，其特征在于，所述目镜主体的前端面为第一曲面，所述目镜主体的后端面为第二曲面，所述第一曲面与所述第二曲面均为旋转对称面；
所述第一曲面中央呈外凸状，所述第一曲面的边缘呈内凹状，所述第二曲面呈外凸状。
2.根据权利要求1所述的一种扩大视场角的目镜，其特征在于：所述旋转对称面是非球面、二次曲面、自由曲面中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种扩大视场角的目镜，其特征在于：所述第一曲面中央的曲率大于所述第一曲面边缘的曲率，所述第一曲面边缘的曲率大于所述第二曲面边缘的曲率，所述第二曲面边缘的曲率大于所述第二曲面中央的曲率。
4.根据权利要求3所述的一种扩大视场角的目镜，其特征在于：所述第二曲面的中央横截面为一直线。
5.根据权利要求3所述的一种扩大视场角的目镜，其特征在于：所述第一曲面是一非球面，所述第一曲面的非球面系数
其
中，
R 20.90
K -0.514965
A -8.16235e-006
B -5.64210e-009
C -2.34590e-011
D -5.84926e-014
E 0.00000e+000
F 0.00000e+000
G 0.00000e+000
H 0.00000e+000
J 0.00000e+000
。
6.根据权利要求5所述的一种扩大视场角的目镜，其特征在于：所述第二曲面是一非球面，所述第二曲面的非球面系数
其中，
R 324.5
K 0.066702
A -1.10590e-005
B 5.23218e-009
C -1.27637e-011
D -8.86964e-015
E 0.00000e+000
F 0.00000e+000
G 0.00000e+000
H 0.00000e+000
J 0.00000e+000
。
7.根据权利要求6所述的一种扩大视场角的目镜，其特征在于：所述目镜主体的中心厚度大于所述目镜主体的边缘厚度；所述目镜主体的厚度从中心向边缘依次递增；
所述目镜主体的中心厚度为12mm-20mm，所述目镜主体的边缘厚度为1mm-9mm。
8.根据权利要求1所述的一种扩大视场角的目镜，其特征在于：所述目镜主体为由PMMA制成的目镜主体。
9.根据权利要求1所述的一种扩大视场角的目镜，其特征在于：所述第一曲面朝向物面，所述第二曲面朝向出瞳面，所述第二曲面上均匀涂覆有一防蓝光膜层。
10.根据权利要求1所述的一种扩大视场角的目镜，其特征在于：所述第一曲面与所述第二曲面通过一环形曲面固定连接；
所述环状曲面的外壁上设有一挡光层。

说明书全文

一种扩大视场角的目镜

技术领域

[0001] 本发明涉及光学技术领域，具体涉及目镜。

背景技术

[0002] 虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。虚拟现实系统是由计算机生成的通过视、听、触觉等作用于用户，使其产生身临其境感觉的交互式虚拟环境。虚拟现实中的人机交互远远超出了键盘和鼠标的传统模式,利用数字头盔、数字手套等的传感器设备，三维交互技术与语音识别、语音输入技术成为重要的人机交互手段。其中头盔显示部件是虚拟现实观感实现的关键，而现在市场上流行的头盔显示器中的目镜存在视场角不够大，视域范围不够开括，且畸变像差较大等问题，不能给用户提供良好的虚拟现实观感体验。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种扩大视场角的目镜，以解决上述技术问题。

[0004] 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

[0005] 一种扩大视场角的目镜，包括目镜主体，其特征在于，所述目镜主体的前端面为第一曲面，所述目镜主体的后端面为第二曲面，所述第一曲面与所述第二曲面均为旋转对称面；

[0006] 所述第一曲面中央呈外凸状，所述第一曲面的边缘呈内凹状，所述第二曲面呈外凸状。

[0007] 本发明采用的目镜结构用于虚拟现实装置显示，优化了传统双外凸的目镜结构，在2k分辨率的前提下，在特定的空间范围内，可实现畸变系数低于10％，色差小，视场角120度，放大率合适，y方向上小的偏心范围内都能获得较好成像质量的光学镜头。

[0008] 所述旋转对称面是非球面、二次曲面、自由曲面中的任意一种。

[0009] 所述第一曲面中央的曲率大于所述第一曲面边缘的曲率，所述第一曲面边缘的曲率大于所述第二曲面边缘的曲率，所述第二曲面边缘的曲率大于所述第二曲面中央的曲率。

[0010] 所述第二曲面的中央横截面优选为一直线。便于保证成像效果。

[0011] 所述第一曲面是一非球面，所述第一曲面的非球面系数

[0012]其中,

[0013] 所述第二曲面是一非球面，所述第二曲面的非球面系数

[0014]其中,

[0015] 所述目镜主体的中心厚度大于所述目镜主体的边缘厚度；所述目镜主体的厚度从中心向边缘依次递增；

[0016] 所述目镜主体的中心厚度为12mm-20mm，所述目镜主体的边缘厚度为1mm-9mm。

[0017] 作为一种优选方案，所述目镜主体的中心厚度为16mm，所述目镜主体的边缘厚度为5mm。便于注塑加工。

[0018] 所述目镜主体可以为树脂材料制成的目镜主体。树脂材料质地轻盈、耐冲击、加工便捷，成本低廉。

[0019] 所述目镜主体优选为由PMMA制成的目镜主体。

[0020] PMMA是目前最优良的高分子透明材料，可见光透过率达到92％，比玻璃的透光度高。

[0021] 所述目镜主体还可以为光学玻璃制成的目镜主体。光学玻璃耐高温、膨胀系数低、机械强度高、化学性能好。

[0022] 所述第一曲面朝向物面，所述第二曲面朝向出瞳面，所述第二曲面上均匀涂覆有一防蓝光膜层。

[0023] 通过防蓝光膜层，用于对用户观测时的视力保护。

[0024] 所述防蓝光膜层的厚度不大于500μm，不小于100μm。

[0025] 本发明通过对防蓝光膜层厚度的优化，有助于保证成像效果的同时，起到保护视力的效果。

[0026] 所述第一曲面与所述第二曲面通过一环形曲面固定连接。

[0027] 所述环状曲面的外壁上设有一挡光层。

[0028] 便于聚焦，减少杂散光。

[0029] 所述挡光层的厚度不大于1mm，不小于10μm。防止厚度过厚，浪费成本，厚度过薄，挡光性不佳。

[0030] 所述挡光层可以是由AZ光胶涂覆而成的挡光层。AZ正性光胶当厚度大于10μm时，在200～285nm的紫外光区几乎不透光。附图说明

[0031] 图1为本发明的一种结构示意图。

具体实施方式

[0032] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图，进一步阐述本发明。

[0033] 参见图1，一种扩大视场角的目镜，包括目镜主体，目镜主体的前端面为第一曲面1，目镜主体的后端面为第二曲面2，第一曲面1与第二曲面2均为旋转对称面；第一曲面1中央呈外凸状，第一曲面1的边缘呈内凹状，第二曲面2呈外凸状。本发明采用的目镜结构用于虚拟现实装置显示，优化了传统双外凸的目镜结构，在2k分辨率的前提下，在特定的空间范围内，可实现畸变系数低于10％，色差小，视场角120度，放大率合适，y方向上小的偏心范围内都能获得较好成像质量的光学镜头。

[0034] 旋转对称面是非球面、二次曲面、自由曲面中的任意一种。

[0035] 第一曲面1中央的曲率大于第一曲面1边缘的曲率，第一曲面1边缘的曲率大于第二曲面2边缘的曲率，第二曲面2边缘的曲率大于第二曲面2中央的曲率。

[0036] 第二曲面2的中央横截面优选为一直线。便于保证成像效果。

[0037] 第一曲面1是一非球面，第一曲面1的非球面系数其中，

[0038]R 20.90
K -0.514965
A -8.16235e-006
B -5.64210e-009
C -2.34590e-011
D -5.84926e-014
E 0.00000e+000
F 0.00000e+000
G 0.00000e+000
H 0.00000e+000
J 0.00000e+000

[0039] 。

[0040] 第二曲面是一非球面，第二曲面2的非球面系数其中，

[0041]R 324.5
K 0.066702
A -1.18590e-005
B 5.23218e-009
C -1.27637e-011
D -8.86964e-015
E 0.00000e+000
F 0.00000e+000
G 0.00000e+000
H 0.00000e+000
J 0.00000e+000

[0042] 。

[0043] 目镜主体的中心厚度大于目镜主体的边缘厚度；目镜主体的厚度从中心向边缘依次递增；目镜主体的中心厚度为12mm-20mm，目镜主体的边缘厚度为1mm-9mm。作为一种优选方案，目镜主体的中心厚度为16mm，目镜主体的边缘厚度为5mm。便于注塑加工。

[0044] 目镜主体可以为树脂材料制成的目镜主体。树脂材料质地轻盈、耐冲击、加工便捷，成本低廉。目镜主体优选为由PMMA制成的目镜主体。PMMA是目前最优良的高分子透明材料，可见光透过率达到92％，比玻璃的透光度高。目镜主体还可以为光学玻璃制成的目镜主体。光学玻璃耐高温、膨胀系数低、机械强度高、化学性能好。

[0045] 第一曲面1朝向物面，第二曲面2朝向出瞳面，第二曲面2上均匀涂覆有一防蓝光膜层。通过防蓝光膜层，用于对用户观测时的视力保护。防蓝光膜层的厚度不大于500μm，不小于100μm。本发明通过对防蓝光膜层厚度的优化，有助于保证成像效果的同时，起到保护视力的效果。

[0046] 第一曲面1与第二曲面2通过一环形曲面固定连接。

[0047] 环状曲面3的外壁上设有一挡光层。便于聚焦，减少杂散光。

[0048] 挡光层的厚度不大于1mm，不小于10μm。防止厚度过厚，浪费成本，厚度过薄，挡光性不佳。挡光层可以是由AZ光胶涂覆而成的挡光层。AZ正性光胶当厚度大于10μm时，在200～285nm的紫外光区几乎不透光。

[0049] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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