一种透镜以及包括该透镜的镜头和头戴式显示器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种透镜以及包括该透镜的镜头和头戴式显示器。所述透镜适用于头戴式显示器的镜头，所述透镜的两个镜面分别为外凸的非球面镜面。所述镜头由单片透镜构成，所述透镜的两个镜面分别为外凸的非球面镜面。该头戴式显示器包括镜头和显示器，所述镜头和所述显示器位于同一光轴，所述镜头由单片透镜构成，所述透镜的两个镜面分别为外凸的非球面镜面。本发明解决了，现有的镜头以及头戴式显示器成本高和便携性差的历史性技术难题。
【专利说明】一种透镜以及包括该透镜的镜头和头戴式显示器
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学透镜领域，尤其涉及一种具有两个非球面镜面的透镜、以及包括该透镜的镜头和头戴式显示器。
【背景技术】
[0002]随着科技工业的进步，影音设备逐步向模拟真实场景的方向发展。头戴显示器作为新兴的技术，首先在娱乐领域有了很好的发展前景，该技术将二维平面的画面，以更加立体的形象，呈现给头戴显示器的佩戴者，以期更贴近身临其境的真实感。而继娱乐业之后，头戴显示器将会以一种新型的光电显示系统，在工业、军事、文艺等多方面广泛的应用。
[0003]目前，头戴显示器的类型较多，但大都由镜头和显示器构成，其原理图参见图1，显示器200的影像发出光线，光线经由镜头100汇集于佩戴者的眼中，佩戴者接收到光线后成像300 (像300参见图3)，所成影像由影像光线的反向延长线的交点处，即位于显示器200的后方位置。为实现上述过程，所述镜头100至少需要具有控制主光学角度和控制视场角的功能，而目前的透镜都是球面透镜，单片球面透镜无法同时实现上述功能，为此，现有的镜头100由至少两片透镜110构成，在所述至少两片透镜110配合作用下，实现镜头100对于控制主光学角度和控制视场角的功能性要求。
[0004]现有的至少两片透镜所构成的镜头，使得透镜以及头戴式显示器的价格居高不下，也导致了其体积无法进一步压缩，便携性差。而价格高和便携性差，已然成为了头戴式显示器的发展瓶颈，是该【技术领域】一直渴望解决，但是难以解决的历史性的技术难题。
[0005]基于此，本发明提供了一种具有双非球面镜面的透镜，以及包括该透镜的镜头和头戴式显示器，用以解决上述价格高和便携性差的历史性技术难题。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的在于提供一种透镜，用于实现，由单片透镜满足头戴式显示器镜头的功能性要求。
[0007]本发明的另一目的在于提供一种镜头，该镜头由单片透镜构成，以实现，在满足镜头功能性要求的基础上，降低镜头价格、压缩镜头体积、提高镜头便携性。
[0008]本发明的又一目的在于提供一种头戴式显示器，该头戴式显示器的镜头由单片透镜构成，以实现，在满足头戴式显示器的功能性要求的基础上，降低头戴式显示器的价格、压缩头戴式显示器的体积、改善头戴式显示器的便携性。
[0009]基于上述第一目的，本发明提供了一种透镜，所述透镜适用于头戴式显示器的镜头，所述透镜的两个镜面分别为外凸的非球面镜面。
[0010]优选的，其中一个所述非球面镜面的曲率半径绝对值，小于另一个所述非球面镜面的曲率半径绝对值。
[0011]优选的，两个所述非球面镜面的形状分别符合如下公式，
【权利要求】
1.一种透镜，所述透镜适用于头戴式显示器的镜头，其特征在于，所述透镜的两个镜面分别为外凸的非球面镜面。
2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，其中一个所述非球面镜面的曲率半径绝对值，小于另一个所述非球面镜面的曲率半径绝对值。
3.根据权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，两个所述非球面镜面的形状分别符合如下公式，
4.一种镜头，所述镜头适用于头戴式显示器，其特征在于，所述镜头由单片透镜构成，所述透镜的两个镜面分别为外凸的非球面镜面。
5.根据权利要求4所述的镜头，其特征在于，所述透镜的其中一个所述非球面镜面的曲率半径绝对值，小于所述透镜的另一个所述非球面镜面的曲率半径绝对值。
6.根据权利要求4或5所述的镜头，其特征在于，所述透镜的两个所述非球面镜面的形状分别符合如下公式，
7.一种头戴式显示器，该头戴式显示器包括镜头和显示器，所述镜头和所述显示器位于同一光轴，其特征在于，所述镜头由单片透镜构成，所述透镜的两个镜面分别为外凸的非球面镜面。
8.根据权利要求7所述的头戴式显示器，其特征在于，所述透镜的两个非球面镜面中，朝向所述显示器的所述非球面镜面的曲率半径绝对值，小于另一个所述非球面镜面的曲率半径绝对值，其中，朝向所述显示器的所述非球面镜面用于控制主光学角度，另一个所述非球面镜面用于控制视场角。
9.根据权利要求7或8所述的头戴式显示器，其特征在于，所述透镜的两个所述非球面镜面的形状分别符合如下公式，
10.根据权利要求9所述的头戴式显示器，其特征在于，人眼相对于所述镜头的光轴偏移量，其有效范围为1mm至_9mm。`
【文档编号】G02B3/02GK103760628SQ201310724140
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】杨春, 赵博刚, 董冰, 周宏伟 申请人:青岛歌尔声学科技有限公司