光學鏡頭及近眼顯示設備的制作方法

本發明涉及成像鏡頭的，特別是涉及一種光學鏡頭及近眼顯示設備。

背景技術：

1、隨著光電器件與通信技術的不斷進步，虛擬現實（vr）技術作為新一代信息技術的前沿方向，得到飛躍式發展，其形態與種類也日益繁多，在軍工、醫療、教育與消費等領域應用不斷。其中頭戴顯示設備通常通過光學系統將顯示屏的信息進行傳遞和放大，最終輸出到人眼，因此人眼接收到的是顯示屏被放大后的虛像，從而實現大屏觀看的目的。當前頭戴顯示設備向著更加小型化、輕薄化、便于頭戴、減輕負載等方向發展。同時，大視場角、低畸變以及視覺舒適程度也成為了頭戴顯示器優劣的關鍵評價指標，大視場角帶來更好的沉浸感，低畸變且高像質決定了視覺舒適程度。

2、為了滿足這些要求，需要光學系統同時實現大視場角、低畸變、高像質等指標，但視場角增大的同時往往會帶來畸變的增大，因此同時滿足上述光學性能對光學系統的設計和像差優化帶來了巨大挑戰。

技術實現思路

1、針對上述問題，本發明的目的在于提供一種光學鏡頭，具有長焦、大視場角、低畸變、可匹配大尺寸圖像源等一個或多個優點。

2、本發明采用的技術方案為：

3、一種光學鏡頭，共六片透鏡，所述光學鏡頭沿光線傳輸的反方向依次包括所述光學鏡頭沿光線傳輸的反方向依次包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡；所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡各自包括一入光面及一出光面，入光面和出光面相對設置在每個透鏡的表面；所述第一透鏡具有正光焦度，所述第一透鏡的入光面為凸面；所述第二透鏡具有正光焦度，所述第二透鏡的出光面為凸面，所述第二透鏡的入光面為凹面；所述第三透鏡具有正光焦度，所述第三透鏡的出光面為凸面，所述第三透鏡的入光面為凸面；所述第四透鏡具有負光焦度，所述第四透鏡的入光面為凹面；所述第五透鏡具有正光焦度，所述第五透鏡的出光面為凸面；所述第六透鏡具有光焦度，所述第六透鏡的出光面為凹面；

4、其中，所述光學鏡頭的光學總長ttl、所述光學鏡頭的有效焦距f與所述光學鏡頭的最大視場角fov滿足：2<ttl/(f×tan(fov/2))<2.3。

5、本發明還提供了一種近眼顯示設備，沿光信號傳輸方向依次包括：圖像源、上述的光學鏡頭；所述圖像源用于發射光信號，所述光信號包括圖像信息；所述光學鏡頭設于所述圖像源的出光方向上，且所述第六透鏡相較于所述第一透鏡更靠近所述圖像源設置，所述光學鏡頭用于對所述圖像源發出的光信號進行調制傳輸至人眼。

6、相較于現有技術，本發明提供的光學鏡頭，通過特定的表面形狀設置和合理的光焦度分配，使光學鏡頭具有大視場角、低畸變以及長焦特性，大視場角可以提供寬視場的顯示效果，給用戶帶來更好的體驗感，鏡頭具有長焦特性，能夠更好呈現較大的局部細節，使畫面更加集中、緊湊，從而滿足需求；同時光學鏡頭還具有較大的像面以及較高的解像力，能夠匹配大尺寸的圖像源實現高清成像，提高成像品質，為用戶帶來極佳的感官體驗。

技術特征：

1.一種光學鏡頭，共六片透鏡，其特征在于，所述光學鏡頭沿光線傳輸的反方向依次包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡；所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡各自包括一入光面及一出光面，入光面和出光面相對設置在每個透鏡的表面；

2.根據權利要求1所述的光學鏡頭，其特征在于，所述光學鏡頭可以匹配的圖像源的顯示區域長度ih與所述光學鏡頭的有效焦距f滿足：1.3<ih/f<1.4。

3.根據權利要求1所述的光學鏡頭，其特征在于，所述光學鏡頭的有效焦距f與所述第一透鏡的焦距f1滿足：1.3<f1/f<3；所述光學鏡頭的有效焦距f與所述第一透鏡的入光面曲率半徑r2滿足：-2<r2/f<-0.7。

4.根據權利要求1所述的光學鏡頭，其特征在于，所述光學鏡頭的有效焦距f與所述第二透鏡的焦距f2滿足：1.5<f2/f<4；所述第二透鏡的出光面曲率半徑r3與所述第二透鏡的入光面曲率半徑r4滿足：0.1<r3/r4<0.7。

5.根據權利要求1所述的光學鏡頭，其特征在于，所述光學鏡頭的有效焦距f與所述第三透鏡的焦距f3滿足：1.2<f3/f<3；所述第三透鏡的出光面曲率半徑r5與所述第三透鏡的入光面曲率半徑r6滿足：-3.5<r5/r6<-1。

6.根據權利要求1所述的光學鏡頭，其特征在于，所述光學鏡頭的有效焦距f與所述第四透鏡的焦距f4滿足：-1.5<f4/f<-0.7。

7.根據權利要求1所述的光學鏡頭，其特征在于，所述光學鏡頭的有效焦距f與所述第五透鏡的焦距f5滿足：0.8<f5/f<20；所述光學鏡頭的有效焦距f與所述第五透鏡的出光面曲率半徑r9滿足：1.2<r9/f<3.5。

8.根據權利要求1所述的光學鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡的焦距f1與所述第四透鏡的焦距f4滿足：-2.7<f1/f4<-1。

9.根據權利要求1所述的光學鏡頭，其特征在于，所述第五透鏡的中心厚度ct5與所述第六透鏡的中心厚度ct6滿足：1.1<ct5/ct6<3.5；所述第三透鏡的中心厚度ct3與所述第四透鏡的中心厚度ct4滿足：1.4<ct3/ct4<2.5。

10.根據權利要求1所述的光學鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡的出光面通光半口徑dm11與所述第六透鏡的入光面通光半口徑dm62滿足：0.72<dm11/dm62<0.85。

11.一種近眼顯示設備，其特征在于，沿光信號傳輸方向依次包括：圖像源、如權利要求1-10任一項所述的光學鏡頭；

技術總結
本發明提供了一種光學鏡頭及近眼顯示設備，沿光線傳輸的反方向依次包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡；所述第一透鏡具有正光焦度，所述第一透鏡的入光面為凸面；所述第二透鏡具有正光焦度，所述第二透鏡的出光面為凸面，所述第二透鏡的入光面為凹面；所述第三透鏡具有正光焦度，所述第三透鏡的出光面為凸面，所述第三透鏡的入光面為凸面；所述第四透鏡具有負光焦度，所述第四透鏡的入光面為凹面；所述第五透鏡具有正光焦度，所述第五透鏡的出光面為凸面；所述第六透鏡具有光焦度，所述第六透鏡的出光面為凹面。本發明提供的光學鏡頭，至少具有長焦、大視場角、低畸變、可匹配大尺寸圖像源等一個或多個優點。

技術研發人員：杜鴻辰,曾昊杰
受保護的技術使用者：江西聯昊光電有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21