本實(shí)用新型屬于虛擬視頻眼鏡
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體為一種大視場(chǎng)低色差的單片式目鏡。
背景技術(shù)：
：虛擬現(xiàn)實(shí)在游戲娛樂(lè)、教育培訓(xùn)、軍事航天和工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域得到廣泛的使用，主要產(chǎn)品形式是基于視覺(jué)的近眼顯示設(shè)備；單片目鏡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組裝方便，目前的近眼顯示設(shè)備大多采用這種結(jié)構(gòu)。虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域需要較大的視場(chǎng)角來(lái)獲得沉浸感，目前的單片式目鏡大多使用球面、非球面或者菲涅爾面的面型，視場(chǎng)角較大時(shí)存在較大的橫向色差，景物輪廓處容易出現(xiàn)彩色條紋，影響用戶體驗(yàn)。為了獲得較好的視覺(jué)體驗(yàn)，需要軟件來(lái)做消色差處理，這樣會(huì)增加軟件系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)；或者使用雙片以上的光學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)消色差，但這樣會(huì)使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也會(huì)增加系統(tǒng)重量。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且可以獲得較大視場(chǎng)角的目鏡。具體的技術(shù)方案為：一種大視場(chǎng)低色差的單片式目鏡，包括外殼，外殼內(nèi)安裝有鏡片，鏡片前安裝有顯示屏，所述的鏡片為雙凸透鏡。所述的鏡片，朝向人眼的一側(cè)為非球面，朝向顯示屏的另一側(cè)為基于球面或非球面的衍射面。所述的鏡片，朝向人眼的一側(cè)為偶次非球面；朝向顯示屏的另一側(cè)衍射面使用的基面為偶次非球面。本實(shí)用新型提供的一種大視場(chǎng)低色差的單片式目鏡，利用衍射元件特殊的負(fù)色散特性，采用折衍射混合的方式實(shí)現(xiàn)了大光學(xué)視場(chǎng)低色差的光學(xué)要求，單片式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝調(diào)使用方便。附圖說(shuō)明圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的原理圖；圖3是本實(shí)用新型的光學(xué)模擬圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)橫向色差效果圖；圖5為采用普通非球面設(shè)計(jì)的單片式目鏡橫向色差效果圖。具體實(shí)施方式結(jié)合附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。如圖1所示，一種大視場(chǎng)低色差的單片式目鏡，包括外殼1，外殼1內(nèi)安裝有鏡片2，鏡片2前安裝有顯示屏3，所述的鏡片2為雙凸透鏡。所述的鏡片2，朝向人眼的一側(cè)為非球面，朝向顯示屏3的另一側(cè)為基于球面或非球面的衍射面。所述的鏡片2，朝向人眼的一側(cè)為偶次非球面；朝向顯示屏3的另一側(cè)衍射面使用的基面為偶次非球面。如圖2所示，衍射元件具有負(fù)色散特性，其等效阿貝數(shù)為負(fù)值，且與所用基底材料無(wú)關(guān)；傳統(tǒng)的光學(xué)材料阿貝數(shù)均為正值，利用折射與衍射相反的色散特點(diǎn)，使用折衍射混合設(shè)計(jì)，起到抵消或降低系統(tǒng)色差的效果。鏡片2朝向人眼的一側(cè)優(yōu)選使用偶次非球面，其表面參數(shù)由下面公式給出：其中c為曲率，k為圓錐系數(shù)，r為徑向坐標(biāo)；鏡片2朝向顯示屏3的一側(cè)，優(yōu)選使用基于偶次非球面的衍射面，衍射面參數(shù)由公式給出：其中M為衍射級(jí)數(shù)，N為位相函數(shù)的階數(shù)，為每一階次的系數(shù)，為歸一化徑向坐標(biāo)。實(shí)施例使用偶次非球面和衍射面搭配設(shè)計(jì)，使用PMMA材料，芯厚9.2mm,朝人眼側(cè)表面參數(shù)如下:cka1a2a3a4a5a6a7a87.538E-3003.616E-61.974E-8-7.167E-105.698E-12-2.061E-142.753E-170另一側(cè)基底為偶次非球面，參數(shù)為：cka1a2a3a4a5a6a7a8-0.03877-1.8120-3.847E-6-9.171E-85.661E-10-1.661E-121.380E-1500衍射面參數(shù)：M為1，N為2，A1為-4.217E3，A2為2.828E3，normradius為19；光學(xué)模擬圖如圖3所示，光學(xué)橫向色差效果圖如圖4所示；圖5為采用普通非球面設(shè)計(jì)的單片式目鏡橫向色差效果圖。明顯本實(shí)施例在較大的范圍內(nèi)不會(huì)引起視覺(jué)色差，邊緣色差也較小，具有很好的視覺(jué)效果。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3