一種接目鏡片及其生產(chǎn)方法和相應(yīng)的設(shè)備技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)實施例提供了一種接目鏡片及其生產(chǎn)方法和相應(yīng)的設(shè)備，該接目鏡片包括第一菲涅爾透鏡和第二菲涅爾透鏡；所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面與所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面相貼合，且所述第一菲涅爾透鏡的色散程度與所述第二菲涅爾透鏡的色散程度不同，以減少所述接目鏡片的色差。在本發(fā)明專利技術(shù)實施例中，通過將兩片菲涅爾透鏡的菲涅爾面相貼合形式接目鏡片，增大鏡片曲率半徑的設(shè)計自由度，使得這兩片菲涅爾透鏡的色散和視場角之間，不會像傳統(tǒng)的雙膠合透鏡那樣會相互牽制，有效的修正了色差，無需進行色差方面的圖像處理，大大降低了計算量。此外，所述接目鏡片還具有質(zhì)量輕和體積小的優(yōu)點。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)實施例涉及光學(xué)
，尤其涉及一種接目鏡片及其生產(chǎn)方法和相應(yīng)的設(shè)備。
技術(shù)介紹
虛擬現(xiàn)實頭戴顯示器設(shè)備，簡稱VR頭盔、VR頭顯或者VR眼鏡，是利用仿真技術(shù)與計算機圖形學(xué)、人機接口技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)集合的產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)立體圖像的顯示。VR頭盔一般包括屏幕、接目鏡片和由塑料等材料組成的設(shè)備支架。而接目鏡片的設(shè)計和加工方式，關(guān)系到成像質(zhì)量好壞，直接影響用戶佩戴體驗及視覺舒適性。目前VR頭盔的接目鏡片多為單片非球面設(shè)計，然而單片非球面透鏡由于材料色散性限制，色差非常明顯，在進行圖像處理的時候，需要進行色散矯正。隨著顯示屏幕分辨率的提高，色散矯正的運算量會以倍數(shù)增長。為了消除接目鏡片的色差，有人提出將接目鏡片設(shè)計成雙膠合透鏡，利用兩種不同材料制成的透鏡的色散程度差異進行色散補償?shù)姆桨福窃摲桨笜O大了限制了設(shè)計自由度。為了增大設(shè)計自由度，有人提出將雙膠合透鏡分開，形成分離消色差型式。但是這種方案在大視場應(yīng)用中，依然無法很好地矯正色差。微軟公司曾提出用兩組雙膠合透鏡來修正OculusVRRift中的色差。雖然該方案比較好的矯正了色差，但是它的體積和重量都過大，影響用戶體驗。且該方案中使用了玻璃材料，使得設(shè)備的成本很高。此外，該設(shè)計方案僅能保證視場角為80度左右。由此可知，在現(xiàn)有技術(shù)中，單片式接目鏡片由于材料色散性限制，色差非常明顯。雙膠合透鏡和分離型的雙透鏡都無法有效修正色差。而微軟的方案雖然可以較好的矯正色差，但是體積和重量較大，影響用戶體驗，且造價昂貴，不利于商業(yè)化。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實施例的目的在于提供一種接目鏡片及其生產(chǎn)方法和相應(yīng)的設(shè)備，可以有效解決現(xiàn)有技術(shù)中接目鏡片色差較大的問題，有效修正了接目鏡片的色差，并減小了接目鏡片的體積和重量。本專利技術(shù)實施例采用的技術(shù)方案如下：第一方面，本專利技術(shù)實施例提供一種接目鏡片，該接目鏡片包括第一菲涅爾透鏡和第二菲涅爾透鏡；所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面與所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面相貼合，且所述第一菲涅爾透鏡的色散程度與所述第二菲涅爾透鏡的色散程度不同，以減少所述接目鏡片的色差。可選地，所述第二菲涅爾透鏡的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于所述第一菲涅爾透鏡的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面是利用所述第二菲涅爾透鏡的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于所述第一菲涅爾透鏡的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，由所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面轉(zhuǎn)寫而成。可選地，所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面與所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面相貼合包括：所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面直接與所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面貼合。第二方面，本專利技術(shù)實施例還提供了一種生產(chǎn)第一方面所述的接目鏡片的方法，包括：注塑形成所述第二菲涅爾透鏡，所述第二菲涅爾透鏡的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于所述第一菲涅爾透鏡的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；在注塑形成所述第二菲涅爾透鏡后，將形成所述第一菲涅爾透鏡的材料注塑到模具中并貼合所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面，使得所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面由所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面轉(zhuǎn)寫而成且所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面直接與所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面貼合。第三方面，本專利技術(shù)實施例還提供了一種頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備，包括接目鏡片和設(shè)備支架；所述接目鏡片被所述設(shè)備支架固定；所述接目鏡片包括第一菲涅爾透鏡和第二菲涅爾透鏡；所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面與所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面相貼合，且所述第一菲涅爾透鏡的色散程度與所述第二菲涅爾透鏡的色散程度不同，以減少所述接目鏡片在所述虛擬現(xiàn)實設(shè)備中引入的色差。本專利技術(shù)實施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：利用了兩種色散程度不同的材料的菲涅爾透鏡貼合在一起組成了接目鏡片，且其中的貼合面為菲涅爾面，這不僅增大了鏡片曲率半徑的設(shè)計自由度，使得這兩片菲涅爾透鏡的色散和視場角之間，不會像傳統(tǒng)的雙膠合透鏡那樣會相互牽制，有效的修正了色差，使得在邊緣視場，該接目鏡的色差都可以控制在一個像素之內(nèi)，無需進行色差方面的圖像處理，大大降低了計算量。此外，本專利技術(shù)實施例所述的接目鏡片，是由兩片菲涅爾透鏡組成，減少了接目鏡片的質(zhì)量和體積。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為一種菲涅爾透鏡的示意圖；圖2為本專利技術(shù)實施例提供的一種接目鏡片的結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖3(a)為一種單片非球面透鏡的色散程度仿真示意圖；圖3(b)為一種單片菲涅爾透鏡的色散程度仿真示意圖；圖3(c)為一種雙膠合透鏡的色散程度仿真示意圖；圖3(d)為一種分離型雙透鏡的色散程度仿真示意圖；圖4為本專利技術(shù)實施例提供的一種接目鏡片的色散程度仿真示意圖；圖5為本專利技術(shù)實施例提供的一種頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成示意圖。具體實施方式為使本專利技術(shù)實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例中的附圖，對本專利技術(shù)實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術(shù)一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術(shù)中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術(shù)保護的范圍。為了更好地理解本專利技術(shù)實施例，在描述本專利技術(shù)實施例前，對相關(guān)概念進行相應(yīng)的介紹。菲涅爾透鏡(FresnelLens)，又名螺紋透鏡，如圖1所示。菲涅爾透鏡透鏡與普通透鏡的曲率一致，但其表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓。菲涅爾透鏡看上去像一片有多個同心圓紋路(即菲涅爾帶)的玻璃，卻能達到凸透鏡的效果。菲涅爾透鏡的工作原理：如圖1所示，通常使用的凸透鏡，為了達到實際的加工性，保證中心與邊緣厚度在一定范圍內(nèi)，這樣會導(dǎo)致鏡片較厚，尺寸加大，重量變大。增加了生產(chǎn)周期和成本，不利于商業(yè)化。光的折射只發(fā)生在介質(zhì)的交界面。如果可以去掉直線傳播的部分，只保留發(fā)生折射的曲面，便能省下大量材料同時達到相同的聚光效果，菲涅爾透鏡就是采用這種原理。菲涅爾面：通常我們將菲涅爾透鏡上刻有同心圓的那個表面，稱之為該透鏡的菲涅爾面。色散：材料的折射率隨入射光頻率的減小(或波長的增大)而減小的性質(zhì)，稱為“色散”。關(guān)于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度：非晶聚物有三種力學(xué)狀態(tài)，它們是玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。在溫度較低時，材料為剛性固體狀，與玻璃相似，在外力作用下只會發(fā)生非常小的形變，此狀態(tài)即為玻璃態(tài):當(dāng)溫度繼續(xù)升高到一定范圍后，材料的形變明顯地增加，并在隨后的一定溫度區(qū)間形變相對穩(wěn)定，此狀態(tài)即為高彈態(tài)，溫度繼續(xù)升高形變量又逐漸增大，材料逐漸變成粘性的流體，此時形變不可能恢復(fù)，此狀態(tài)即為粘流態(tài)。我們通常把玻璃態(tài)與高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，稱為玻璃化轉(zhuǎn)變，它所對應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度即是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，或是玻璃化溫度。本專利技術(shù)實施例提供了一種接目鏡片，如圖2所示，所述接目鏡片包括第一菲涅爾透鏡21和第二菲涅爾透鏡22；所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面與所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面相貼合，且所述第一菲涅爾透鏡的色散程度與所述第二菲涅爾透鏡的色散程度不同，以減少所述接目鏡片的色差。在本專利技術(shù)實施例中，利用了兩種阿貝數(shù)(即色散程度)不同的材料注塑而成的菲涅爾透鏡貼合在一起組成了接目鏡片，且其中的貼合面為本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種接目鏡片，其特征在于，所述接目鏡片包括第一菲涅爾透鏡和第二菲涅爾透鏡；所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面與所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面相貼合，且所述第一菲涅爾透鏡的色散程度與所述第二菲涅爾透鏡的色散程度不同，以減少所述接目鏡片的色差。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種接目鏡片，其特征在于，所述接目鏡片包括第一菲涅爾透鏡和第二菲涅爾透鏡；所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面與所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面相貼合，且所述第一菲涅爾透鏡的色散程度與所述第二菲涅爾透鏡的色散程度不同，以減少所述接目鏡片的色差。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接目鏡片，其特征在于，所述第二菲涅爾透鏡的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于所述第一菲涅爾透鏡的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面是利用所述第二菲涅爾透鏡的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于所述第一菲涅爾透鏡的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，由所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面轉(zhuǎn)寫而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的接目鏡片，其特征在于，所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面與所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面相貼合包括：所述第一菲涅爾透鏡的菲涅爾面直接與所述第二菲涅爾透鏡的菲涅爾面貼合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接目鏡片，其特征在于，所述第一菲涅爾透鏡由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA制成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接目鏡片，其特征在于，所述第二菲涅爾透鏡由聚碳酸酯樹脂制成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接目鏡片，其特征在于，所述接目鏡片用于頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備中。7.一種如權(quán)利要求1所述的接目鏡片的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括：注塑形成所述第二菲涅爾透鏡，所述第二菲涅爾透鏡的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于所述第一菲涅爾透鏡的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；在注塑形成所述第二菲涅爾透鏡后，將形成所述第一菲...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：齊永紅，鄭旭君，
申請(專利權(quán))人：樂視控股北京有限公司，樂視致新電子科技天津有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11