一种大视场低色差的单片式目镜的制作方法

本实用新型属于虚拟视频眼镜
技术领域：
，具体为一种大视场低色差的单片式目镜。
背景技术：
：虚拟现实在游戏娱乐、教育培训、军事航天和工业设计等领域得到广泛的使用，主要产品形式是基于视觉的近眼显示设备；单片目镜结构简单，组装方便，目前的近眼显示设备大多采用这种结构。虚拟现实领域需要较大的视场角来获得沉浸感，目前的单片式目镜大多使用球面、非球面或者菲涅尔面的面型，视场角较大时存在较大的横向色差，景物轮廓处容易出现彩色条纹，影响用户体验。为了获得较好的视觉体验，需要软件来做消色差处理，这样会增加软件系统的负担；或者使用双片以上的光学结构来消色差，但这样会使得结构复杂，也会增加系统重量。技术实现要素：为解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单并且可以获得较大视场角的目镜。具体的技术方案为：一种大视场低色差的单片式目镜，包括外壳，外壳内安装有镜片，镜片前安装有显示屏，所述的镜片为双凸透镜。所述的镜片，朝向人眼的一侧为非球面，朝向显示屏的另一侧为基于球面或非球面的衍射面。所述的镜片，朝向人眼的一侧为偶次非球面；朝向显示屏的另一侧衍射面使用的基面为偶次非球面。本实用新型提供的一种大视场低色差的单片式目镜，利用衍射元件特殊的负色散特性，采用折衍射混合的方式实现了大光学视场低色差的光学要求，单片式结构简单，装调使用方便。附图说明图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的原理图；图3是本实用新型的光学模拟图；图4为本发明实施例的光学横向色差效果图；图5为采用普通非球面设计的单片式目镜横向色差效果图。具体实施方式结合附图说明本实用新型的具体实施方式。如图1所示，一种大视场低色差的单片式目镜，包括外壳1，外壳1内安装有镜片2，镜片2前安装有显示屏3，所述的镜片2为双凸透镜。所述的镜片2，朝向人眼的一侧为非球面，朝向显示屏3的另一侧为基于球面或非球面的衍射面。所述的镜片2，朝向人眼的一侧为偶次非球面；朝向显示屏3的另一侧衍射面使用的基面为偶次非球面。如图2所示，衍射元件具有负色散特性，其等效阿贝数为负值，且与所用基底材料无关；传统的光学材料阿贝数均为正值，利用折射与衍射相反的色散特点，使用折衍射混合设计，起到抵消或降低系统色差的效果。镜片2朝向人眼的一侧优选使用偶次非球面，其表面参数由下面公式给出：其中c为曲率，k为圆锥系数，r为径向坐标；镜片2朝向显示屏3的一侧，优选使用基于偶次非球面的衍射面，衍射面参数由公式给出：其中M为衍射级数，N为位相函数的阶数，为每一阶次的系数，为归一化径向坐标。实施例使用偶次非球面和衍射面搭配设计，使用PMMA材料，芯厚9.2mm,朝人眼侧表面参数如下:cka1a2a3a4a5a6a7a87.538E-3003.616E-61.974E-8-7.167E-105.698E-12-2.061E-142.753E-170另一侧基底为偶次非球面，参数为：cka1a2a3a4a5a6a7a8-0.03877-1.8120-3.847E-6-9.171E-85.661E-10-1.661E-121.380E-1500衍射面参数：M为1，N为2，A1为-4.217E3，A2为2.828E3，normradius为19；光学模拟图如图3所示，光学横向色差效果图如图4所示；图5为采用普通非球面设计的单片式目镜横向色差效果图。明显本实施例在较大的范围内不会引起视觉色差，边缘色差也较小，具有很好的视觉效果。当前第1页1 2 3