CN110609341B

CN110609341B - 消色差透镜、光学模组及vr佩戴设备

Info

Publication number: CN110609341B
Application number: CN201910897438.7A
Authority: CN
Inventors: 刘明欢; 麦英强; 冯东洋; 刘风雷
Original assignee: Zhejiang Crystal Optech Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Crystal Optech Co Ltd
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2039-09-20
Also published as: CN110609341A

Abstract

本发明提供一种消色差透镜、光学模组及VR佩戴设备，属于光学显示成像技术领域，能够有效的减轻出光的色差缺陷，提高显示效果。消色差透镜包括第一透镜，第一透镜包括垂直于主光轴且相对设置的折射表面和二元光学表面，二元光学表面包括环带结构面以及在环带结构面上二元化形成的多个环阶，环阶的深度T满足：T＝h/2ⁿ；式中，h为环带的层厚，n为环阶的级次。

Description

消色差透镜、光学模组及VR佩戴设备

技术领域

本发明涉及光学显示成像技术领域，具体而言，涉及一种消色差透镜、光学模组及VR佩戴设备。

背景技术

现有技术中，为了在能够实现虚拟现实的大视场角显示的前提下，尽可能使光学放大模组轻薄和小型化，通常成像透镜组设置为单透镜的形式。这种单透镜通常为存在一个非球面的凸透镜，但这种完全基于折射原理工作的非球面透镜(如已授权专利CN105572894B)由于不同色光随波长的折射率色散导致系统各视场色差较为明显，尤其是边缘视场的色差严重，显示的颜色均匀性较差，严重影响用户的使用体验。

菲涅尔透镜具有校正色差的功能，但是菲涅尔透镜的色差校正能力有限，并不能满足消色差的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消色差透镜、光学模组及VR佩戴设备，能够有效的减轻出光的色差缺陷，提高显示效果。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种消色差透镜，包括第一透镜，第一透镜包括垂直于主光轴且相对设置的折射表面和二元光学表面，二元光学表面包括环带结构面以及在环带结构面上二元化形成的多个环阶，环阶的深度T满足：T＝h/2ⁿ；式中，h为环带的层厚，n为环阶的级次。

可选地，环带结构面包括同心环设的多个环带，多个环带的宽度由中心向边缘逐渐减小，以使相邻两个环带的相位差为2π的整数倍。

可选地，环带结构面为菲涅尔衍射环面。

可选地，折射表面为凸面。

本发明实施例的另一方面，提供一种光学模组，包括：上述任意一项的消色差透镜。

可选的，本发明实施例的光学模组还包括分光镜组，分光镜组包括沿消色差透镜近光源侧依次设置的第一分光镜和第二分光镜，在第一分光镜和第二分光镜相对的表面分别镀有分光膜层；其中，第一分光镜与第二分光镜的间距在2mm-15mm之间。

可选地，本发明实施例的光学模组还包括偏光镜组，偏光镜组包括在消色差透镜的近光源侧依次设置的偏振层、第一1/4波片和第二1/4波片，偏振层的透过轴方向与光源的偏振方向垂直。

可选地，本发明实施例的光学模组还包括在偏光镜组的偏振层的近光源侧设置的第一分光镜，在第一分光镜的一侧表面镀有分光膜层。

可选地，本发明的光学模组还包括分光镜组，分光镜组包括依次设置的第一分光镜和第二分光镜，在第一分光镜和第二分光镜相对的表面分别镀有分光膜层，分光镜组设置于偏光镜组的偏振层的近光源侧。

本发明实施例的又一方面，提供一种VR佩戴设备，包括：上述任意一项的光学模组。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种消色差透镜，包括第一透镜，第一透镜包括垂直于主光轴且相对设置的折射表面和二元光学表面，二元光学表面包括环带结构面以及在环带结构面上二元化形成的多个环阶，环阶的深度T满足：T＝h/2ⁿ；式中，h为环带的层厚，n为环阶的级次。通过在第一透镜相对的两侧分别设置的折射表面和二元光学表面，对成像进行正色散和负色散的整合校正，使得仅通过单透镜的结构即可有效的消除系统色差，提高了出光显示效果。

本发明实施例提供的光学模组采用上述的消色差透镜，能够通过单透镜结构的折射表面和二元光学表面有效的消除系统色差，提高出光显示效果。

本发明实施例提供的VR佩戴设备采用上述的光学模组，具有较好的消色差能力，显示效果较好，且光路结构紧凑，结构整体体积较小，佩戴使用方便，且能够提高用户的观影体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的消色差透镜的结构示意图；

图2为RGB三色混合白光通过折射透镜消色差后各色光成像位置示意图；

图3为RGB三色混合白光通过衍射透镜消色差后各色光成像位置示意图；

图4为RGB三色混合白光通过本发明实施例提供的消色差透镜后各色光成像位置图；

图5为本发明实施例提供的消色差透镜的模拟光路示意图；

图6为经过为本发明实施例提供的消色差透镜消除色差后各视场位置的各色光斑重合效果模拟图；

图7为经过为本发明实施例提供的消色差透镜消除色差后各色光漂移变化曲线图；

图8为本发明实施例提供的一种光学模组的模拟光路示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种光学模组的模拟光路示意图；

图10为本发明实施例提供的又一种光学模组的模拟光路示意图；

图11为本发明实施例提供的再一种光学模组的模拟光路示意图。

图标：10-第一透镜；11-折射表面；12-二元光学表面；121-环带结构面；122-环阶；20-分光镜组；21-第一分光镜；22-第二分光镜；30-偏光镜组；31-偏振层；32-第一1/4波片；33-第二1/4波片；R-红光；G-绿光；B-蓝光；T-环阶122的深度；d-环带的宽度；h-环带的层厚；n-环阶122的级次。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1为本发明提供的消色差透镜的结构示意图，请参照图1，本发明实施例提供一种消色差透镜，包括：第一透镜10，第一透镜10包括垂直于主光轴且相对设置的折射表面11和二元光学表面12，二元光学表面12包括环带结构面121以及在环带结构面121上二元化形成的多个环阶122，环阶122的深度T满足：

T＝h/2ⁿ (1)；

式中，h为环带的层厚，n为环阶122的级次。

需要说明的是，第一，图1中示出的本发明实施例的消色差透镜的结构示意图为第一透镜10的截面图，通常情况下，第一透镜10为圆形，图1中示出的折射表面11为平面，环带结构面121为由菲涅尔衍射环组成的菲涅尔衍射环面，均为以一种具体的可实现方式进行示例，不表示本发明实施例的消色差透镜中，第一透镜10的折射表面11和环带结构面121仅能采用图1中所示的结构。组成环带结构面121的环带的截面形状，除了如图1中所示的菲涅尔衍射环的结构以外，示例的，还可以为三角形、正弦曲线的形状等。以下均以菲涅尔衍射环形成的环带结构面121为示例和图示进行说明。

第二，本发明实施例中，未限定环带的具体形式，只要为以同心的方式依次设置的环形结构即可，环带结构面121即为在第一透镜10表面上形成有环形结构的面。二元光学表面12为在环带结构面121上二元化形成多个环阶122的结构，环阶122根据其名称设定即可明确，为在环带结构面121上设置的同心相套且呈环形的阶梯结构，阶梯由中心向外周逐渐下降深度，其中，环阶122的深度T需满足公式(1)的等式关系，h为环带的层厚，n为环阶122的级次，n由第一透镜10的中心向外周依次计数。

对于本发明实施例的折射和衍射集成的消色差透镜，光路系统的光焦度Φ_tot为：

Φ_tot＝Φ_r+Φ_d (2)

其中，Φ_r和Φ_d分别为折射元件(折射表面11)与衍射元件(二元光学表面12)的光焦度。

若以D色光(λ_D＝0.587nm)为主波长，以F色光(λ_F＝0.486nm)和C色光(λ_C＝0.656nm)校正系统的色差，则有：

其中，f′为系统以D色光为主波长的焦距,f′_r,

和

分别为折射元件以D色光，F色光以及C色光时的焦距，f′_d,

和

分别为衍射元件以D色光，F色光以及C色光时的焦距。

消色差透镜(第一透镜10)的光焦度分配公式为：

其中，V_d以及V_r分别为衍射元件(二元光学表面12)与折射元件(折射表面11)的阿贝数，即为色散系数，是表征光学元件色散能力的物理量。

因此，使用折射和衍射集成的消色差透镜设计可以理论上消除色差。正光焦度的衍射元件(二元光学表面12)具有负色散，为校正光路系统色差提供了自由度，并且可以分担光路系统的正光焦度，有利于减小光路系统的单色像差，进一步提升像质。对于基于衍射工作的二元光学表面12，环阶122的深度T以及环阶122的量化级次设置为光路系统的设计提供了丰富的自由度，为光路系统色差的校正提供了更大的可能性。

具体的，以现有技术中常用的RGB(红、绿、蓝)三色混合白光光源为例，光源由透镜的一侧入射：

1、若透镜仅为折射透镜，如图2所示，光源由左侧以箭头所示的方向入射，经过折射透镜，由于折射光学元件的阿贝数为正值，正色散系数使得出射光中不同色光的折射角不同，蓝光成像位置最靠近折射透镜，其次是绿光，红光的成像位置最远离折射透镜。由于RGB的成像位置不同，导致出光成像的色差较为明显。

2、若透镜仅为衍射透镜，如图3所示，光源由左侧以箭头所示的方向入射，经过衍射透镜，由于衍射光学元件的阿贝数为负值，负色散系数使得出射光中不同色光的衍射角不同，红光成像位置最靠近衍射透镜，其次是绿光，蓝光的成像位置最远离衍射透镜。由于RGB的成像位置不同，同样导致出光成像的色差较为明显。

本发明实施例的消色差透镜，采用单透镜结构，第一透镜10的垂直于主光轴且相对设置的两面分别为折射表面11和二元光学表面12，二元光学表面12由环带结构面121上二元化形成环阶122的方式起到衍射表面的作用。

如图4所示，光源由左侧以箭头所示的方向入射，通过将具有正色散系数的折射表面和具有负色散系数的衍射表面相结合，使得通过本发明实施例的消色差透镜的光中不同色光在像面的成像位置尽可能靠近，如图4中RGB成像于像面的同一位置，从而起到较好的消色差的作用。

本发明实施例提供的一种消色差透镜，包括第一透镜10，第一透镜10包括垂直于主光轴且相对设置的折射表面11和二元光学表面12，二元光学表面12包括环带结构面121以及在环带结构面121上二元化形成的多个环阶122，环阶122的深度T满足：T＝h/2ⁿ；式中，h为环带的层厚，n为环阶122的级次。通过在第一透镜10相对的两侧分别设置的折射表面11和二元光学表面12，对成像进行正色散和负色散的整合校正，使得仅通过单透镜的结构即可有效的消除系统色差，提高了出光显示效果。

可选地，如图1所示，环带结构面121包括同心环设的多个环带，多个环带的宽度d由中心向边缘逐渐减小，以使相邻两个环带的相位差为2π的整数倍。

如图1所示，环带的宽度d指的是每个环带截面的宽度，环带结构面121中的同心环设的多个环带的宽度不相同，其中，越靠近中心的环带的宽度d越大，越靠近边缘的环带的宽度越小，呈逐级递减的趋势，环带宽度d的差值以能够使相邻的两个环带的相位差为2π的整数倍为准。这样一来，环带结构面121上同心环设的所有环带均满足相邻两个环带的相位差为2π的整数倍，且同心环设的所有环带由中心向边缘呈连续变化，当光源通过第一透镜10时，理论上可以认为入射光能够完全衍射至同一级次的环带，从而达到最优的衍射能力。可选地，如图1所示，环带结构面121为菲涅尔衍射环面。

菲涅尔衍射环面为在光学元件表面由多个菲涅尔衍射环形成的光学表面，在光学元件表面形成菲涅尔衍射环面可以形成基础的菲涅尔透镜结构，菲涅尔透镜本身即具有校正色差的功能，环带结构面121设置为菲涅尔衍射环面，本身即具有一定程度的校正色差作用，在为菲涅尔衍射环面的环带结构面121上进一步二元化形成多个环阶122，而且环阶122的深度T满足：T＝h/2ⁿ时，所形成的这种二元衍射表面的消色差作用更优。

可选地，如图5所示，本发明实施例的消色差透镜中，第一透镜10的折射表面11为凸面。

如图5所示，将第一透镜10的折射表面11设置为凸面结构，由于凸面的结构提供的折射造成光线的弯折与二元光学表面12引起的光线衍射效果的色散刚好相反，二者可以很好的抵消，相对于平面结构的折射表面11来说，能够更好的校正色差以及单色像差，从而更好的达到校正效果。

可选地，在第一透镜10的折射表面11和/或二元光学表面12镀有减反射膜层(图1中未示出)。

减反射膜，又称为增透膜，镀设在光学元件的光学表面，能够减少或消除光学元件表面的反射杂光，从而增加光学元件的透光量，同时减少或消除系统的杂散光，提高光学元件的出光显示效果。

在第一透镜10的折射表面11和/或二元光学表面12镀设减反射膜层，能够提高第一透镜10出光的光能利用率，降低杂散光，减少成像中鬼像的产生，提高显示效果。其中，在第一透镜10的光学表面镀设减反射膜层，可以采用蒸镀的方式，或者物理气相沉积、化学气相沉积等，本发明实施例中对于镀设减反射膜层的方式不作具体限定，本领域技术人员可以根据需要和实际情况选择合适的方式进行制备。

示例的，如图5所示，为采用本发明实施例的消色差透镜的模拟光路结构示意图，图5中采用第一透镜10的单透镜结构，其中，第一透镜10包括折射表面11和二元光学表面12，光源由图5的左侧入射第一透镜10，出射后在右侧像面成像，其中，对角视场达100°，系统轴向总长(total axis length)为46.3毫米，而且，在第一透镜10的折射表面11和二元光学表面12均镀设有减反射膜层，提高该光路系统的光能利用率，同时减少鬼像的产生。

需要说明的是，上述的光源由图5的左侧入射第一透镜10，出射后在右侧像面成像为模拟的光路路径，本发明实施例的消色差透镜在实际使用中，光源应当为由如图5所示的右侧入射，图5中的左侧为实际光路中的近眼侧，本发明中限定的近光源侧以及近眼侧，均是以实际光路方向进行的限定。为了与模拟光路的附图对照说明以便于理解，以下仍旧对照附图以模拟光路的方向进行详细的说明。

如图6所示，由软件模拟测试结果可知，在对角视场100°的情况下，各个视场位置的各色光斑重叠性较佳，色差校正效果也较佳。

如图7所示为软件模拟的各色(不同波段)光漂移变化曲线图，由图7可知，最大焦点漂移为113.0μm，衍射极限值为86.8μm，非常接近理论极限值，可知采用本发明实施例的消色差透镜，能够得到较好的系统色差校正效果，从而有效的提高显示效果。

可选的，如图8所示，本发明实施例的光学模组还包括分光镜组20，分光镜组20包括沿消色差透镜的近光源侧依次设置的第一分光镜21和第二分光镜22，在第一分光镜21和第二分光镜22相对的表面分别镀有分光膜层；其中，第一分光镜21与第二分光镜22的间距在2mm-15mm之间。

如图8所示，本发明实施例的光学模组包括消色差透镜(第一透镜10)以及在消色差透镜的近光源侧依次设置的第一分光镜21和第二分光镜22，第一分光镜21的入光表面和第二分光镜22的入光表面分别镀有分光膜层(图8中未示出)，以使第一分光镜21和第二分光镜22能够实现分光透射的作用，第一分光镜21和第二分光镜22间隔设置构成分光镜组20，通过设置的分光镜组20，能够在消色差透镜为单透镜结构(第一透镜10)以使光路总长较短的基础上，进一步压缩光路，使得本发明实施例的光学模组的光路总长进一步缩短，从而配合光学模组以及光学模组所需应用的光学产品的小型化的需求。

其中，分光镜组20中的第一分光镜21和第二分光镜22的间距设置在2mm-15mm之间，能够较好的调节光学模组的光路总长，使得光路总长得以有效地缩短，提高光学模组结构的紧凑性，有利于本发明实施例的光学模组应用于小型的佩戴显示设备中。若第一分光镜21和第二分光镜22的间距小于2mm，会导致第一分光镜21和第二分光镜22在光学模组中的装调难度增大，影响光学模组的良率和生产效率，若第一分光镜21和第二分光镜22的间距大于15mm，则分光镜组20的压缩光路的作用较弱。

在此基础上，更为优选的，可以将分光镜组20中的第一分光镜21和第二分光镜22的间距设置在5mm-10mm之间，能够在基本不增加装调难度的前提下，较好的缩短本发明实施例的光学模组的光路总长，提高该光学模组的结构紧凑性。

可选地，分光膜层的透射率在10％-90％之间。

分光膜层能够根据某一特征要求(如波长、光强、入射角等)将入射光束划分为两部分，一部分由分光膜层透射，另一部分被分光膜层反射或吸收。根据分光膜层的透射光占入射光的比例，分光膜层可以设置为不同的透射比例，本发明实施例中分光膜层的透射率可以在10％-90％之间，本领域技术人员在实际使用中，可以根据光路系统的具体需求和相应限制在该范围内进行合理选择。

可选地，如图8所示，在第一分光镜21和第二分光镜22的光学表面分别镀有减反射膜层(图8中未示出)。

同样的，由于减反射膜层对于杂散光的抑制能力，可以在第一分光镜21的出光表面和第二分光镜22的出光表面分别镀设减反射膜层，从而减少或消除光学模组中的杂散光，减少成像中鬼像的产生，提高光学模组的出光显示效果。

需要说明的是，由于第一分光镜21和第二分光镜22相对的表面镀设有分光膜层，通常情况下，减反射膜层镀设在第一分光镜21和第二分光镜22相互远离的一侧表面上。

可选地，如图9所示，本发明的光学模组还包括偏光镜组30，偏光镜组30包括在消色差透镜(第一透镜10)的近光源侧依次设置的偏振层31、第一1/4波片32和第二1/4波片33，偏振层31的透过轴方向与光源的偏振方向垂直。

如图9所示，在消色差透镜(第一透镜10)的近光源侧加入偏光镜组30，偏光镜组30包括依次设置的偏振层31、第一1/4波片32和第二1/4波片33，模拟光路的光在经过消色差透镜的色差校正后，首先经过偏振层31，偏振层31的透过轴方向与光源的偏振方向垂直，光源中偏振方向与透过轴方向垂直的偏振光通过偏振层31，从而使得偏振层31将入射光过滤为具有相同偏振方向的线偏振光，线偏振光经过第一1/4波片32，产生一个相位延迟，从而改变入射光的偏振态，例如将线偏振光转换为椭圆偏振光，椭圆偏振光再次经过第二1/4波片33，透过的光再次产生一个相位延迟，从而将椭圆偏振光转换回线偏振光，且转换后的线偏振光与入射第一1/4波片32前的线偏振光的偏振方向相差90°，转换后的线偏振光出射至像面成像。这样一来，本发明实施例的光学模组中由于在偏光镜组30之间多次反射产生的杂散光经过第一1/4波片32和第二1/4波片33的相位延迟作用转变偏振方向而无法出射，从而进一步提高了本发明实施例的光学模组消除杂散光的能力，减轻杂散光对成像显示的不良影响，提高了显示的效果。

可选的，如图10所示，本发明实施例的光学模组，还包括在偏光镜组30的偏振层31的近光源侧设置的第一分光镜21，在第一分光镜21的一侧表面镀有分光膜层。

在偏光镜组30的偏振层31的近光源侧设置第一分光镜21，示例的，如图10所示，将第一分光镜21设置在偏振层31的近光源侧的第一1/4波片32与第二1/4波片33之间，杂散光在偏振层31和第一分光镜21之间反射，反射光束经过第一1/4波片32的相位延迟作用转变偏振方向从而被偏振层31阻挡，杂散光能够减弱甚至消除，从而进一步提高了本发明实施例的光学模组消除杂散光的能力，减轻杂散光对成像显示的不良影响，提高了显示的效果。

需要说明的是，本发明实施例的光学模组中，对于在偏光镜组30的偏振层31的近光源侧设置的第一分光镜21，分光膜层镀设在第一分光镜21的哪一侧表面不作具体限定，只要在其中一侧表面镀设分光膜层以使第一分光镜21能够对光束分束的作用即可，相对优选的，可以将分光膜层镀设在第一分光镜21靠近实际光路的近眼侧。

可选的，如图11所示，本发明实施例的光学模组，在包括偏光镜组30的基础上，还包括分光镜组20，分光镜组20包括依次设置的第一分光镜21和第二分光镜22，在第一分光镜21和第二分光镜22相对的表面分别镀有分光膜层，分光镜组20设置于偏光镜组30的偏振层31的近光源侧。

本发明实施例的光学模组，在消色差透镜(第一透镜10)的近光源侧设置有偏光镜组30的基础上，还在偏光镜组30的偏振层31的近光源侧设置有分光镜组20。示例的，如图11所示，分光镜组20的第一分光镜21和第二分光镜22设置在第一1/4波片32与第二1/4波片33之间，分光镜组20能够起到压缩光学模组的光路总长的作用，本发明实施例的光学模组，能够在消色差透镜有效的消除光路系统的色差缺陷，并通过偏光镜组30的设置，减弱或去除光路系统中的杂散光，提高光学模组的显示效果，同时，在消色差透镜为单透镜结构(第一透镜10)以使光路总长较短的基础上，通过设置的分光镜组20进一步压缩光路，使得本发明实施例的光学模组的光路总长进一步缩短，从而配合光学模组以及光学模组所需应用的光学产品的小型化的需求。

VR(英文全称：Virtual Reality，中文全称：虚拟现实)可视设备包括VR头盔、VR眼罩、VR眼镜等用于呈现逼真虚拟图像的显示设备，覆盖用户对外界的视听，引导用户通过观赏虚拟显示的画面，产生一种身在虚拟环境中的感觉。例如3D显示，即是在显示设备的左右眼屏幕分别显示不同的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。

以头戴式VR眼镜为例，其外观大体为眼镜的结构，用户佩戴该头戴式VR眼镜后，能够在用户的双眼呈现不同的显示画面，从而产生真实的画面感觉和沉浸感。由于采用头戴式过其他佩戴式结构，VR佩戴设备在保证显示效果的同时，需要尽可能的减小其模组的尺寸和重量。显示效果不良，用户在使用时难以产生信任感和沉浸感，而若设备的整体体积过大或重量过重，也会导致用户的使用体验不佳。

本发明实施例的VR佩戴设备，采用上述的光学模组，由于光学模组具有较好的消色差能力，使得采用其显示的画面显示效果较好，且光学模组的光路结构紧凑，整体体积较小，应用于VR佩戴设备也能够有效的减小VR佩戴设备的体积和重量，使得本发明实施例的VR佩戴设备的佩戴使用方便，显示效果好，能够有效的提高用户的使用体验。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种消色差透镜，其特征在于，包括第一透镜，所述第一透镜包括垂直于主光轴且相对设置的折射表面和二元光学表面，所述二元光学表面包括环带结构面以及在所述环带结构面上二元化形成的多个环阶，所述环阶的深度T满足：T＝h/2ⁿ；

式中，h为环带的层厚，n为环阶的级次；

所述环带结构面包括同心环设的多个环带，多个所述环带的宽度由中心向边缘逐渐减小，以使相邻两个所述环带的相位差为2π的整数倍。

2.如权利要求1所述的消色差透镜，其特征在于，所述环带结构面为菲涅尔衍射环面。

3.如权利要求1所述的消色差透镜，其特征在于，所述折射表面为凸面。

4.一种光学模组，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的消色差透镜。

5.如权利要求4所述的光学模组，其特征在于，还包括分光镜组，所述分光镜组包括沿所述消色差透镜的近光源侧依次设置的第一分光镜和第二分光镜，在所述第一分光镜和所述第二分光镜相对的表面分别镀有分光膜层，其中，所述第一分光镜与所述第二分光镜的间距在2mm-15mm之间。

6.如权利要求4所述的光学模组，其特征在于，还包括偏光镜组，所述偏光镜组包括在所述消色差透镜的近光源侧依次设置的偏振层、第一1/4波片和第二1/4波片，所述偏振层的透过轴方向与光源的偏振方向垂直。

7.如权利要求6所述的光学模组，其特征在于，还包括在所述偏光镜组的偏振层的近光源侧设置的第一分光镜，在所述第一分光镜的一侧表面镀有分光膜层。

8.如权利要求6所述的光学模组，其特征在于，还包括分光镜组，所述分光镜组包括依次设置的第一分光镜和第二分光镜，在所述第一分光镜和所述第二分光镜相对的表面分别镀有分光膜层，所述分光镜组设置于所述偏光镜组的偏振层的近光源侧。

9.一种VR佩戴设备，其特征在于，包括如权利要求4至8任一项所述的光学模组。