[实用新型]一种透镜以及包括该透镜的镜头和头戴式显示器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学透镜领域，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

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。

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。

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。

基于此，本实用新型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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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。

基于上述第一目的，本实用新型提供了一种透镜，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。

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。

优选的，两个所述非球面镜面的形状分别符合如下公式，

Z=CY1+1-(K+1)C2Y+aY2+bY4+mY6+dY8+eY10+fY12+gY14+hY16]]>

其中：

Z，为沿光轴方向在Y位置以表面定点作参考距光轴的位移值；

C，为曲率半径；

Y，为所述透镜高度的平方值；

K，为圆锥系数；

a、b、m、d、e、f、g、h，分别为各项次的非球面系数。