AR镜头模组以及光学显示设备的制作方法

文档序号:40853597发布日期:2025-02-06 17:30阅读:51来源:国知局

本申请实施例涉及光学显示,更具体地,本申请实施例涉及一种ar镜头模组以及光学显示设备。


背景技术:

1、在增强现实(ar)技术领域,设备的体积和重量对用户的佩戴舒适度具有显著影响。当前,ar设备的体积和重量主要受限于其内部复杂的光学模组设计。例如,传统的ar镜头模组通常包含复杂的照明光路,这不仅增加了设备的整体尺寸,还导致了较重的重量,从而降低了用户的佩戴体验。此外,现有的ar镜头模组在追求小型化的过程中,往往难以兼顾成像质量,导致图像畸变、像散等问题频发,影响了用户的视觉体验。

2、因此,开发一种既能显著减小体积和重量,又能保证卓越成像质量的ar镜头模组,成为增强现实技术领域亟待解决的关键问题。


技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种ar镜头模组以及光学显示设备的新技术方案。

2、第一方面,本申请提供了一种ar镜头模组。所述ar镜头模组用于绿色光机,其包括沿同一光轴设置的透镜组及显示芯片;所述透镜组由依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜组成,所述第五透镜与所述显示芯片相邻设置;

3、所述第一透镜至所述第四透镜为塑料非球面镜,所述第五透镜为玻璃非球面镜;

4、其中,所述第一透镜为平凸透镜,且所述第一透镜的有效焦距f1为3.6mm~4.3mm。

5、可选地,所述第一透镜至所述第五透镜均向所述第三透镜与所述第四透镜之间的空气间隔弯曲。

6、可选地,所述ar镜头模组的cra为14°,且cra为边缘视场主光线与所述显示芯片的光轴之间的夹角。

7、可选地,所述ar镜头模组满足:8.4<(f1+f2+f5)/l<14;其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f2为所述第二透镜的有效焦距,f5为所述第五透镜的有效焦距,l为所述ar镜头模组的光学总长。

8、可选地,所述ar镜头模组满足:-9.8<(f3+f4)/l<-5.5;其中,f3为所述第三透镜的有效焦距,f4为所述第四透镜的有效焦距,l为所述ar镜头模组的光学总长。

9、可选地,所述第二透镜的有效焦距f2为9.1mm~10.2mm;

10、所述第五透镜的有效焦距f5为36mm~54mm。

11、可选地,所述第三透镜的有效焦距f3为-3.1mm~-2.3mm;

12、所述第四透镜的有效焦距f4为-48mm~-30mm。

13、可选地,所述ar镜头模组满足:2.1<(a3+a4)/(a1+a2+a5)<2.8;其中,a1为所述第一透镜与所述第二透镜之间的空气间隔,a2为所述第二透镜与所述第三透镜之间的空气间隔,a3为所述第三透镜与所述第四透镜之间的空气间隔,a4为所述第四透镜与所述第五透镜之间的空气间隔,a5为所述第五透镜与所述显示芯片之间的空气间隔。

14、可选地,所述ar镜头模组满足:6.1<l/(a1+a2+a5)<12.2;其中,l为所述ar镜头模组的光学总长。

15、可选地,所述ar镜头模组满足:3.3<l/(a3+a4)<4.2。

16、可选地,所述ar镜头模组包括光阑,所述光阑位于所述第一透镜背离所述第二透镜的一侧;

17、所述光阑与所述第一透镜之间的空气间隔≤0.3mm;

18、所述光阑的口径为3.3mm~3.6mm。

19、可选地,所述ar镜头模组的光学总长l为5.6mm;

20、所述ar镜头模组的最大有效口径为3.4mm。

21、第二方面,本申请提供了一种光学显示设备。所述光学显示设备包括:

22、如第一方面所述的ar镜头模组;及

23、光波导器件,所述ar镜头模组的光阑的口径与所述光波导器件的入瞳直径相匹配。

24、本申请的有益效果为:

25、本申请实施例提供的ar镜头模组,将部分玻璃材质的透镜替换为塑料材质的透镜,不仅减轻了ar镜头模组的重量,还降低了生产成本;本申请中将远离显示芯片的第一透镜设计为正光焦度且从其有效焦距来看,其正光焦度是比较大的,这允许第一透镜在较短的焦距内实现光线的会聚,从而有助于缩小ar镜头模组的体积,使其更加紧凑;第一透镜的面型为平凸且为非球面设计,平凸设计旨在有效缩小光线角度并控制ar镜头模组口径,非球面设计的目的在于显著减少因大口径可能引发的球差现象,从而显著提升成像质量。

26、通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述,本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。



技术特征:

1.一种ar镜头模组,用于绿色光机,其特征在于,包括沿同一光轴设置的透镜组及显示芯片(6);所述透镜组由依次设置的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)及第五透镜(5)组成,所述第五透镜(5)与所述显示芯片(6)相邻设置;

2.根据权利要求1所述的ar镜头模组,其特征在于,所述第一透镜(1)至所述第五透镜(5)均向所述第三透镜(3)与所述第四透镜(4)之间的空气间隔弯曲。

3.根据权利要求1所述的ar镜头模组,其特征在于,所述ar镜头模组的cra为14°,且cra为边缘视场主光线与所述显示芯片(6)的光轴之间的夹角。

4.根据权利要求1所述的ar镜头模组,其特征在于,所述ar镜头模组满足:8.4<(f1+f2+f5)/l<14;其中,f1为所述第一透镜(1)的有效焦距,f2为所述第二透镜(2)的有效焦距,f5为所述第五透镜(5)的有效焦距,l为所述ar镜头模组的光学总长。

5.根据权利要求1所述的ar镜头模组,其特征在于,所述ar镜头模组满足:-9.8<(f3+f4)/l<-5.5;其中,f3为所述第三透镜(3)的有效焦距,f4为所述第四透镜(4)的有效焦距,l为所述ar镜头模组的光学总长。

6.根据权利要求4所述的ar镜头模组,其特征在于,所述第二透镜(2)的有效焦距f2为9.1mm~10.2mm;

7.根据权利要求5所述的ar镜头模组,其特征在于,所述第三透镜(3)的有效焦距f3为-3.1mm~-2.3mm;

8.根据权利要求1所述的ar镜头模组,其特征在于,所述ar镜头模组满足:2.1<(a3+a4)/(a1+a2+a5)<2.8;其中,a1为所述第一透镜(1)与所述第二透镜(2)之间的空气间隔,a2为所述第二透镜(2)与所述第三透镜(3)之间的空气间隔,a3为所述第三透镜(3)与所述第四透镜(4)之间的空气间隔,a4为所述第四透镜(4)与所述第五透镜(5)之间的空气间隔,a5为所述第五透镜(5)与所述显示芯片(6)之间的空气间隔。

9.根据权利要求8所述的ar镜头模组,其特征在于,所述ar镜头模组满足:6.1<l/(a1+a2+a5)<12.2;其中,l为所述ar镜头模组的光学总长。

10.根据权利要求9所述的ar镜头模组,其特征在于,所述ar镜头模组满足:3.3<l/(a3+a4)<4.2。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的ar镜头模组,其特征在于,所述ar镜头模组包括光阑,所述光阑位于所述第一透镜(1)背离所述第二透镜(2)的一侧;

12.根据权利要求11所述的ar镜头模组,其特征在于,所述ar镜头模组的光学总长l为5.6mm;

13.一种光学显示设备,其特征在于,包括:


技术总结
本申请实施例提供了一种AR镜头模组以及光学显示设备;其中,所述AR镜头模组包括沿同一光轴设置的透镜组及显示芯片;所述透镜组由依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜组成,所述第五透镜与所述显示芯片相邻设置;所述第一透镜至所述第四透镜为塑料非球面镜,所述第五透镜为玻璃非球面镜;其中,所述第一透镜为平凸透镜,且所述第一透镜的有效焦距F1为3.6mm~4.3mm。

技术研发人员:赵云
受保护的技术使用者:歌尔光学科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/2/5
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