CN208902977U - 目镜和显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种目镜和显示装置。该目镜包括：具有正光焦度或者负光焦度的透镜组件，透镜组件包括至少两个透镜，在沿靠近像源的方向上，分别为第一透镜和第二透镜；反射式线偏振片，设置在第一透镜的靠近像源的表面上或者设置在第二透镜的表面上；反射式圆偏振片，设置在第一透镜的表面上，反射式圆偏振片位于反射式线偏振片的远离像源的一侧；1/4λ波片，设置在反射式线偏振片和反射式圆偏振片之间，其中，第一透镜具有正光焦度或者负光焦度，第二透镜具有负光焦度，第一透镜的材料的阿贝数Vd1>50，第二透镜的材料的阿贝数Vd2<30。该目镜的工作距离较短，镜片尺寸较小，实现了镜头的轻薄化，成像的品质较高。

Description

目镜和显示装置

技术领域

本申请涉及光学领域，具体而言，涉及一种目镜和显示装置。

背景技术

近年来随着计算机技术的快速发展，虚拟现实(VR)日趋成熟完善，在专业及消费领域的应用也越来越多。VR目镜作为头戴式显示装置的核心光学元件，直接影响到设备的应用和体验效果，因此对目镜成像质量和外形质量均具有很高要求。

VR穿戴设备为了提供良好的用户体验感，需要实现较佳的视场角、眼动范围、高质量的成像效果以及小尺寸超薄结构等，为了达到上述目的，需要对光学放大模组结构的透镜组进行优化设计。

为了实现较高的放大倍率，一般需要VR成像的目镜具有较长的工作距离，且具有较大的色差和畸变，但是，这样无法满足人们对于头戴设备轻薄化、高性能的需求。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种目镜和显示装置，以至少解决现有技术中的目镜的工作距离较长的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种目镜，该目镜包括：具有正光焦度或者负光焦度的透镜组件，上述透镜组件包括至少两个透镜，在沿靠近像源的方向上，分别为第一透镜和第二透镜；反射式线偏振片，设置在上述第一透镜的靠近上述像源的表面上或者设置在上述第二透镜的表面上；反射式圆偏振片，设置在上述第一透镜的表面上，上述反射式圆偏振片位于上述反射式线偏振片的远离上述像源的一侧；1/4λ波片，设置在上述反射式线偏振片和上述反射式圆偏振片之间，其中，上述第一透镜具有正光焦度或者负光焦度，上述第二透镜具有负光焦度，上述第一透镜的材料的阿贝数Vd1>50，上述第二透镜的材料的阿贝数Vd2<30。

进一步地，上述目镜的最大垂轴色差为LACL，LACL<60μm。

进一步地，上述第一透镜靠近上述像源的表面为第二表面，上述第一透镜的第二表面为凸面。

进一步地，上述第一透镜的第二表面的曲率半径为R2，上述目镜的有效焦距为f，-3<R2/f<0。

进一步地，上述第一透镜的物侧面的中心与上述像源的表面在光轴上的距离为TTL，上述像源的表面的有效像素区域的对角线长度的一半为ImgH，TTL/ImgH<1.3。

进一步地，上述目镜的最大视场角为HFOV，tan(HFOV)>1。

进一步地，上述透镜组件还包括第三透镜，上述第三透镜位于上述第二透镜的远离上述第一透镜的一侧。

根据本申请的另一方面，提供了一种目镜，该目镜包括：具有正光焦度或者负光焦度的透镜组件，上述透镜组件包括至少两个透镜，在沿靠近像源的方向上，分别为第一透镜和第二透镜；反射式线偏振片，设置在上述第一透镜的靠近上述像源的表面上或者设置在上述第二透镜的表面上；反射式圆偏振片，设置在上述第一透镜的任意表面上，上述反射式圆偏振片位于上述反射式线偏振片的远离上述像源的一侧；1/4λ波片，设置在上述反射式线偏振片和上述反射式圆偏振片之间。

进一步地，上述第一透镜具有正光焦度或者负光焦度，上述第二透镜具有负光焦度。

进一步地，上述第一透镜的材料的阿贝数Vd1>50，上述第二透镜的材料的阿贝数Vd2<30。

进一步地，上述目镜的最大垂轴色差为LACL，LACL<60μm。

进一步地，上述第一透镜靠近上述像源的表面为第二表面，上述第一透镜的第二表面为凸面。

进一步地，上述第一透镜的第二表面的曲率半径为R2，上述目镜的有效焦距为f，-3<R2/f<0。

进一步地，上述第一透镜的物侧面的中心与上述像源的表面在光轴上的距离为TTL，上述像源的表面的有效像素区域的对角线长度的一半为ImgH，TTL/ImgH<1.3。

进一步地，上述目镜的最大视场角为HFOV，tan(HFOV)>1。

进一步地，上述透镜组件还包括第三透镜，上述第三透镜位于上述第二透镜的远离上述第一透镜的一侧。

根据本申请的再一方面，提供了一种显示装置，包括目镜，该目镜为任一种上述的目镜。

进一步地，上述显示装置为头戴式虚拟现实显示装置。

应用本申请的技术方案，上述的目镜在进入人眼之前，通过两次反射，减小了人眼至像源在光轴方向的物理距离，实现了镜头的轻薄化。并且，本申请的目镜中，设置第一透镜的光焦度为正光焦度或负光焦度，设置第二透镜的光焦度为负光焦度，选择第一透镜的材料的阿贝数Vd1>50，选择上述第二透镜的材料的阿贝数Vd2<30，这样可以减小镜片的尺寸，进一步实现镜头的轻薄化；与此同时，还可以减小成像的色差，进而提高镜头的成像品质。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了实施例1的目镜的结构示意图；

图2示出了实施例1的目镜的倍率色差曲线；

图3示出了实施例2的目镜的结构示意图；

图4示出了实施例2的目镜的倍率色差曲线；

图5示出了实施例3的目镜的结构示意图；

图6示出了实施例3的目镜的倍率色差曲线；

图7示出了实施例4的目镜的结构示意图；

图8示出了实施例4的目镜的倍率色差曲线；

图9示出了实施例5的目镜的结构示意图；

图10示出了实施例5的目镜的倍率色差曲线；

图11示出了实施例6的目镜的结构示意图；

图12示出了实施例6的目镜的倍率色差曲线。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一透镜；20、第二透镜；30、第三透镜；01、人眼。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的VR中的目镜的工作距离较长，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种目镜和显示装置。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种目镜，如图1、图3、图5、图7、图9以及图11所示，该目镜包括透镜组件、反射式线偏振片、反射式圆偏振片与1/4λ波片，其中，透镜组件包括至少两个透镜，分别为第一透镜10和第二透镜20，且第一透镜10和第二透镜20在沿靠近像源的方向上依次设置；反射式线偏振片设置在上述第一透镜10的靠近上述像源的表面上或者设置在上述第二透镜20的表面上；反射式圆偏振片设置在上述第一透镜10的表面上，上述反射式圆偏振片位于上述反射式线偏振片的远离上述像源的一侧；1/4λ波片设置在上述反射式线偏振片和上述反射式圆偏振片之间，其中，上述第一透镜10具有正光焦度或者负光焦度，上述第二透镜20具有负光焦度，上述第一透镜10的材料的阿贝数Vd1>50，上述第二透镜20的材料的阿贝数Vd2<30。

为了方便描述，定义第一透镜的靠近人眼(即远离像源)的表面为其第一表面，靠近像源(即远离人眼)的表面为其第二表面，定义第二透镜的靠近人眼(即远离像源)的表面为其第一表面，靠近像源(即远离人眼)的表面为其第二表面。

上述的目镜中的各个结构包括多种排列方式。比如，在图1所示的实施例1中，虽然图中未示出反射式圆偏振片和反射式线偏振片，但是，根据光路图可知，反射式圆偏振片设置在第一透镜10的第一表面的上，反射式线偏振片设置在第一透镜10的第二表面上。

比如，在图3的实施例2中，根据光路图可知，反射式圆偏振片设置在第一透镜10的第一表面的上，反射式线偏振片设置在第二透镜20的第二表面上。

比如，在图5所示的实施例3中，反射式圆偏振片设置在第一透镜10的第一表面的上，反射式线偏振片设置在第二透镜20的第一表面上。

比如，在图7所示的实施例4中，反射式圆偏振片设置在第一透镜10的第二表面的上，反射式线偏振片设置在第二透镜20的第二表面上。

比如，在图9所示的实施例5中，反射式圆偏振片设置在第一透镜10的第一表面的上，反射式线偏振片设置在第二透镜20的第一表面上。

比如，在图11所示的实施例6中，反射式圆偏振片设置在第一透镜10的第一表面的上，反射式线偏振片设置在第二透镜20的第一表面上。

当然，本申请的上述目镜中的各个结构的排列设置方式并不限于上述六个实施例中的方式，还可以是其他的设置方式，比如反射式圆偏振片设置在第一透镜的第二表面上，反射式线偏振片也设置在反射式圆偏振片的远离第一透镜的表面上，即实际上反射式线偏振片也设置在第一透镜的第二表面上。本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的排列设置方式形成本申请的目镜，只要满足上述的排列设置要求即可。

以实施例2的目镜为例，说明本申请中的目镜的工作过程，从像源测发出的光依次通过反射式线偏振片、第二透镜20、1/4波片和第一透镜10，到达反射式圆偏振片，经过反射后通过第一透镜10、1/4波片和第二透镜20，然后由反射式线偏振片反射，从而再次依次通过第二透镜20、1/4波片、第一透镜10和反射式圆偏振片，进入人眼。

上述的目镜在进入人眼之前，通过两次反射，减小了人眼至像源在光轴方向的物理距离，实现了镜头的轻薄化。并且，本申请的目镜中，设置第一透镜的光焦度为正光焦度或负光焦度，设置第二透镜的光焦度为负光焦度，且选择第一透镜的材料的阿贝数Vd1>50，选择上述第二透镜的材料的阿贝数Vd2<30，这样可以减小镜片的尺寸，进一步实现镜头的轻薄化；与此同时，还可以减小成像的色差，进而提高镜头的成像品质。

本申请的一种实施例中，上述目镜的最大垂轴色差为LACL，LACL<60μm。该实施例中，LACL较小，这样能够有效地改善目镜的成像品质，进而使得人眼看到的图像的色差较小，颜色较均匀，从而提高了人眼的视觉舒适感。

为了有效地减小目镜的场曲和球差，获得较好的成像性能，本申请的一种实施例中，如图1、图3、图5、图7、图9以及图11所示，上述第一透镜10靠近上述像源的表面为第二表面，上述第一透镜10的第二表面为凸面。

本申请的另一种实施例中，上述第一透镜的第二表面的曲率半径为R2，上述目镜的有效焦距为f，-3<R2/f<0，这样可以进一步有效地减小目镜的场曲和畸变，同时进一步减小目镜的尺寸，进而提高目镜的成像品质，且能够进一步实现目镜的轻薄化。

为了进一步缩短目镜的总长度，满足轻薄化的需求，本申请的一种实施例中，上述第一透镜的物侧面的中心与上述像源的表面在光轴上的距离为TTL，上述像源的表面的有效像素区域的对角线长度的一半为ImgH，TTL/ImgH<1.3。

本申请的再一种实施例中，上述目镜的最大视场角为HFOV，tan(HFOV)>1，这样可以使得目镜能够实现较好的沉浸感。

为了进一步保证提升目镜的成像品质，本申请的一种实施例中，如图11所示的实施例6中，上述透镜组件还包括第三透镜30，上述第三透镜30位于上述第二透镜20的远离上述第一透镜10的一侧。

当然，本申请中的透镜的个数并不限于两个或者三个，还可以是更多个，本领域技术人员可以根据实际情况选择设置合适个数的透镜，此处就不再赘述了。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种目镜，如图1、图3、图5、图7、图9以及图11所示，该目镜包括透镜组件、反射式线偏振片、反射式圆偏振片与1/4λ波片，其中，透镜组件包括至少两个透镜，分别为第一透镜10和第二透镜20，且第一透镜10和第二透镜20在沿靠近像源的方向上依次设置；反射式线偏振片设置在上述第一透镜10的靠近上述像源的表面上或者设置在上述第二透镜20的表面上；反射式圆偏振片设置在上述第一透镜10的表面上，上述反射式圆偏振片位于上述反射式线偏振片的远离上述像源的一侧；1/4λ波片设置在上述反射式线偏振片和上述反射式圆偏振片之间。

同样地，上述的目镜中的各个结构包括多种排列方式。在图1所示的实施例1中，虽然图中未示出反射式圆偏振片和反射式线偏振片，但是，根据光路图可知，反射式圆偏振片设置在第一透镜10的第一表面的上，反射式线偏振片设置在第一透镜10的第二表面上。在图3的实施例2中，根据光路图可知，反射式圆偏振片设置在第一透镜10的第一表面的上，反射式线偏振片设置在第二透镜20的第二表面上。在图5所示的实施例3中，反射式圆偏振片设置在第一透镜10的第一表面的上，反射式线偏振片设置在第二透镜20的第一表面上。在图7所示的实施例4中，反射式圆偏振片设置在第一透镜10的第二表面的上，反射式线偏振片设置在第二透镜20的第二表面上。在图9所示的实施例5中，反射式圆偏振片设置在第一透镜10的第一表面的上，反射式线偏振片设置在第二透镜20的第一表面上。在图11所示的实施例6中，反射式圆偏振片设置在第一透镜10的第一表面的上，反射式线偏振片设置在第二透镜20的第一表面上。

当然，本申请的上述目镜中的各个结构的排列设置方式并不限于上述六个实施例中的方式，还可以是其他的设置方式，比如反射式圆偏振片设置在第一透镜的第二表面上，反射式线偏振片也设置在反射式圆偏振片的远离第一透镜的表面上，即实际上反射式线偏振片也设置在第一透镜的第二表面上。本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的排列设置方式形成本申请的目镜，只要满足上述的排列设置要求即可。

同样以实施例2的目镜为例，说明该目镜的工作过程，从像源测发出的光依次通过反射式线偏振片、第二透镜20、1/4波片和第一透镜10，到达反射式圆偏振片，经过反射后通过第一透镜10、1/4波片和第二透镜20，然后由反射式线偏振片反射，从而再次依次通过第二透镜20、1/4波片、第一透镜10和反射式圆偏振片后，进入人眼。

上述的目镜在进入人眼之前，通过两次反射，减小了人眼至像源在光轴方向的物理距离，实现了镜头的轻薄化。

为了减小镜片的尺寸，进一步实现目镜的轻薄化，且同时减小目镜成像的色差，提升目镜的成像品质，本申请的一种实施例中，其中，上述第一透镜具有正光焦度或者负光焦度，上述第二透镜具有负光焦度。

为了进一步减小镜片的尺寸且同时进一步减小目镜成像的色差，本申请的一种实施例中，上述第一透镜的材料的阿贝数Vd1>50，上述第二透镜的材料的阿贝数Vd2<30。

本申请的一种实施例中，上述目镜的最大垂轴色差为LACL，LACL<60μm。该实施例中，LACL较小，这样能够有效地改善目镜的成像品质，提高人眼的视觉舒适感。

为了有效地减小目镜的场曲和球差，获得较好的成像性能，本申请的一种实施例中，如图1、图3、图5、图7、图9以及图11所示，上述第一透镜10靠近上述像源的表面为第二表面，上述第一透镜10的第二表面为凸面。

本申请的另一种实施例中，上述第一透镜的第二表面的曲率半径为R2，上述目镜的有效焦距为f，-3<R2/f<0，这样可以进一步有效地减小目镜的场曲和畸变，同时进一步减小目镜的尺寸，进而提高目镜的成像品质，且能够进一步实现目镜的轻薄化。

为了进一步缩短目镜的总长度，满足轻薄化的需求，本申请的一种实施例中，上述第一透镜的物侧面的中心与上述像源的表面在光轴上的距离为TTL，上述像源的表面的有效像素区域的对角线长度的一半为ImgH，TTL/ImgH<1.3。

本申请的再一种实施例中，上述目镜的最大视场角为HFOV，tan(HFOV)>1，这样可以使得目镜能够实现较好的沉浸感。

为了进一步保证提升目镜的成像品质，本申请的一种实施例中，如图11所示的实施例6中，上述透镜组件还包括第三透镜30，上述第三透镜30位于上述第二透镜20的远离上述第一透镜10的一侧。

本申请的再一种典型的实施方式中，提供了一种显示装置，该显示装置包括目镜，该目镜为上述任意一种目镜。

上述的显示装置由于包括上述的目镜，使得该目镜能够满足轻薄化的需求，且显示的图像品质较好。

一种具体的实施例中，上述显示装置为头戴式虚拟现实显示装置。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案以及技术效果，以下将结合具体的实施例来说明。

实施例1

目镜在沿靠近像源的方向上，该目镜由依次设置的反射式圆偏振片、第一透镜10、1/4λ波片、反射式线偏振片和第二透镜20，具体可以参照图1，该图中未示出射式线偏振片、反射式圆偏振片与1/4λ波片。

该实施例的光路可以参照图1所示，从人眼01侧，光线依次经过S1，经过中间的两次反射，直到成像面S7。各个光学面的参数见表1所示，其中，S1表示第一透镜10的第一表面，S2表示反射式线偏振片的反射面，S3表示反射式圆偏振片的反射面，S4表示第一透镜10的第二表面，S5表示第二透镜20的第一表面，S6表示第二透镜20的第二表面，S7表示像源的表面。

表1

该实施例中，目镜的焦距f＝32.41mm，第一透镜10的焦距f1＝9.04mm，第二透镜20的焦距f2＝-169.53，该目镜的最大视场角为HFOV＝50°，上述像源的表面的有效像素区域的对角线长度的一半ImgH＝32.00mm，目镜的最大垂轴色差为LACL＝19.51μm。具体见表7所示。

由上述数据计算可知，该实施例中，R2/f＝-0.76，TTL/ImgH＝0.78，tan(HFOV)＝1.19。具体见表8所示。

由上述数据可知，该实施例的目镜的工作距离较短，满足了小型化且轻薄化的需求。该实施例的目镜的倍率色差曲线如图2所示，由该图可知，该目镜的倍率色差较小，成像质量较好。

实施例2

目镜在沿靠近像源的方向上，该目镜由依次设置的反射式圆偏振片、第一透镜10、1/4λ波片、第二透镜20和反射式线偏振片，具体可以参照图3，该图中未示出射式线偏振片、反射式圆偏振片与1/4λ波片。

该实施例的光路可以参照图3所示，从人眼01侧，光线依次经过S1，经过中间的两次反射，直到成像面S11。各个光学面的参数见表2所示，其中，S1表示第一透镜10的第一表面，S2表示第一透镜10的第二表面，S3表示第二透镜20的第一表面，S4表示反射式线偏振片的反射面，S5表示第二透镜20的第一表面，S6表示第一透镜10的第二表面，S7表示反射式圆偏振片的反射面，S8表示第一透镜10的第二表面，S9表示第二透镜20的第一表面，S10表示第二透镜20的第二表面，S11表示像源的表面。

表2

该实施例中，目镜的焦距f＝30.74mm，第一透镜的焦距f1＝145.70mm，第二透镜的焦距f2＝-306.72，该目镜的最大视场角为HFOV＝50°，上述像源的表面的有效像素区域的对角线长度的一半ImgH＝32.00mm，目镜的最大垂轴色差为LACL＝11.62μm。具体见表7所示。

由上述数据计算可知，该实施例中，R2/f＝-1.02，TTL/ImgH＝0.55，tan(HFOV)＝1.19。具体见表8所示。

由上述数据可知，该实施例的目镜的工作距离较短，满足了小型化且轻薄化的需求。该实施例的目镜的倍率色差曲线如图4所示，由该图可知，该目镜的倍率色差较小，成像质量较好。

实施例3

目镜在沿靠近像源的方向上，该目镜由依次设置的反射式圆偏振片、第一透镜10、1/4λ波片、反射式线偏振片和第二透镜20，具体可以参照图5，该图中未示出射式线偏振片、反射式圆偏振片与1/4λ波片。

该实施例的光路可以参照图5所示，从人眼01侧，光线依次经过S1，经过中间的两次反射，直到成像面S9。各个光学面的参数见表3所示，其中，S1表示第一透镜10的第一表面，S2表示第一透镜10的第二表面，S3表示反射式线偏振片的反射面，S4表示第一透镜10的第二表面，S5表示反射式圆偏振片的反射面，S6表示第一透镜10的第二表面，S7表示第二透镜20的第一表面，S8表示第二透镜20的第二表面，S9表示像源的表面。

表3

该实施例中，目镜的焦距f＝37.37mm，第一透镜的焦距f1＝119.79mm，第二透镜的焦距f2＝-104.30，该目镜的最大视场角为HFOV＝50°，上述像源的表面的有效像素区域的对角线长度的一半ImgH＝32.00mm，目镜的最大垂轴色差为LACL＝55.73μm。具体见表7所示。

由上述数据计算可知，该实施例中，R2/f＝-1.44，TTL/ImgH＝1.06，tan(HFOV)＝1.19。具体见表8所示。

由上述数据可知，该实施例的目镜的工作距离较短，满足了小型化且轻薄化的需求。该实施例的目镜的倍率色差曲线如图6所示，由该图可知，该目镜的倍率色差较小，成像质量较好。

实施例4

目镜在沿靠近像源的方向上，该目镜由依次设置的第一透镜10、反射式圆偏振片、1/4λ波片、第二透镜20和反射式线偏振片，具体可以参照图7，该图中未示出射式线偏振片、反射式圆偏振片与1/4λ波片。

该实施例的光路可以参照图7所示，从人眼01侧，光线依次经过S1，经过中间的两次反射，直到成像面S9。各个光学面的参数见表4所示，其中，S1表示第一透镜10的第一表面，S2表示第一透镜10的第二表面，S3表示第二透镜20的第一表面，S4表示反射式线偏振片的反射面，S5表示第二透镜20的第一表面，S6表示反射式圆偏振片的反射面，S7表示第二透镜20的第一表面，S8表示第二透镜20的第二表面，S9表示像源的表面。

表4

该实施例中，目镜的焦距f＝31.23mm，第一透镜10的焦距f1＝-310.96mm，第二透镜20的焦距f2＝-816.29，该目镜的最大视场角为HFOV＝50°，上述像源的表面的有效像素区域的对角线长度的一半ImgH＝32.00mm，目镜的最大垂轴色差为LACL＝5.89μm。具体见表7所示。

由上述数据计算可知，该实施例中，R2/f＝-1.02，TTL/ImgH＝0.98，tan(HFOV)＝1.19。具体见表8所示。

由上述数据可知，该实施例的目镜的工作距离较短，满足了小型化且轻薄化的需求。该实施例的目镜的倍率色差曲线如图8所示，由该图可知，该目镜的倍率色差较小，成像质量较好。

实施例5

目镜在沿靠近像源的方向上，该目镜由依次设置的反射式圆偏振片、第一透镜10、1/4λ波片、反射式线偏振片和第二透镜20，具体可以参照图9，该图中未示出射式线偏振片、反射式圆偏振片与1/4λ波片。

该实施例的光路可以参照图9所示，从人眼01侧，光线依次经过S1，经过中间的两次反射，直到成像面S9。各个光学面的参数见表3所示，其中，S1表示第一透镜10的第一表面，S2表示第一透镜10的第二表面，S3表示反射式线偏振片的反射面，S4表示第一透镜10的第二表面，S5表示反射式圆偏振片的反射面，S6表示第一透镜10的第二表面，S7表示第二透镜20的第一表面，S8表示第二透镜20的第二表面，S9表示像源的表面。

表5

该实施例中，目镜的焦距f＝36.65mm，第一透镜的焦距f1＝113.53mm，第二透镜的焦距f2＝-84.21，该目镜的最大视场角为HFOV＝50°，上述像源的表面的有效像素区域的对角线长度的一半ImgH＝32.00mm，目镜的最大垂轴色差为LACL＝22.15μm。具体见表7所示。

由上述数据计算可知，该实施例中，R2/f＝-2.25，TTL/ImgH＝1.09，tan(HFOV)＝1.19。具体见表8所示。

由上述数据可知，该实施例的目镜的工作距离较短，满足了小型化且轻薄化的需求。该实施例的目镜的倍率色差曲线如图10所示，由该图可知，该目镜的倍率色差较小，成像质量较好。

实施例6

目镜在沿靠近像源的方向上，该目镜由依次设置的反射式圆偏振片、第一透镜10、1/4λ波片、反射式线偏振片、第二透镜20和第三透镜30，具体可以参照图11，该图中未示出射式线偏振片、反射式圆偏振片与1/4λ波片。

该实施例的光路可以参照11所示，从人眼01侧，光线依次经过S1，经过中间的两次反射，直到成像面11。各个光学面的参数见表3所示，其中，S1表示第一透镜10的第一表面，S2表示第一透镜10的第二表面，S3表示反射式线偏振片的反射面，S4表示第一透镜10的第二表面，S5表示反射式圆偏振片的反射面，S6表示第一透镜10的第二表面，S7表示第二透镜20的第一表面，S8表示第二透镜20的第二表面，S9表示第三透镜30的第一表面，S10表示第三透镜30的第二表面，S11表示像源的表面。

表6

该实施例中，目镜的焦距f＝36.78mm，第一透镜的焦距f1＝145.32mm，第二透镜的焦距f2＝-82.65，第三透镜的焦距f3＝123.72，该目镜的最大视场角为HFOV＝50°，上述像源的表面的有效像素区域的对角线长度的一半ImgH＝32.00mm，目镜的最大垂轴色差为LACL＝30.86μm。具体见表7所示。

由上述数据计算可知，该实施例中，R2/f＝-1.49，TTL/ImgH＝1.15，tan(HFOV)＝1.19。具体见表8所示。

由上述数据可知，该实施例的目镜的工作距离较短，满足了小型化且轻薄化的需求。该实施例的目镜的倍率色差曲线如图12所示，由该图可知，该目镜的倍率色差较小，成像质量较好。

需要说明的是，每个实施例对应的具体设计参数表内，OBJ表示光学系统中的物，EYE表示人眼，厚度代表从Si面到S(i+1)面之间的间距，并且，定义从人眼向像源的方向为正。光线遇到材料列为MIRROR即反射往相反方向走，反射到第二个MIRROR再次反向，再从左向右走，最终达到像源的表面。

需要说明的是，各实施例中i相同的Si表示的可能是不同的光学面，具体为哪一个光学面还需要根据各个实施例中的光路确定。

需要说明的是，各个实施例对应的目镜的结构图中，虽然未示出反射式圆偏振片和反射式线偏振片，但是，根据光路可知这两个偏振片贴附在第一透镜上或第二透镜上，在各结构图中，贴附有偏振片的透镜的表面同时表示对应偏振片的表面和透镜的表面。

需要说明的是，表1至表6中每个光学面Si同行的“材料或材料的折射率/色散系数”表示该光学表面和下一行的光学表面之间的材料或材料的折射率/色散系数。例如，表2中的与S5同行的“—”表示S5和S6之间的材料为空气；再例如，由于S6和S7之间的材料为第一透镜的材料，所以表2中的与S6同行的“1.49/57.4”为第一透镜的材料的对应参数。

表7

表8

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							R2/f	-0.76	-1.02	-1.44	-1.02	-2.25	-1.49
TTL/ImgH	0.78	0.55	1.06	0.98	1.09	1.15
							tan(HFOV)	1.19	1.19	1.19	1.19	1.19	1.19

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的目镜在进入人眼之前，通过两次反射，减小了人眼至像源在光轴方向的物理距离，实现了镜头的轻薄化。并且，本申请的目镜中，设置第一透镜的光焦度为正光焦度或负光焦度，设置第二透镜的光焦度为负光焦度，选择第一透镜的材料的阿贝数Vd1>50，选择上述第二透镜的材料的阿贝数Vd2<30，这样可以减小镜片的尺寸，进一步实现镜头的轻薄化；与此同时，还可以减小成像的色差，进而提高镜头的成像品质。

2)、本申请的目镜在进入人眼之前，通过两次反射，减小了人眼至像源在光轴方向的物理距离，实现了镜头的轻薄化。

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

Claims (18)

1.一种目镜，其特征在于，所述目镜包括：

具有正光焦度或者负光焦度的透镜组件，所述透镜组件包括至少两个透镜，在沿靠近像源的方向上，分别为第一透镜和第二透镜；

反射式线偏振片，设置在所述第一透镜的靠近所述像源的表面上或者设置在所述第二透镜的表面上；

反射式圆偏振片，设置在所述第一透镜的表面上，所述反射式圆偏振片位于所述反射式线偏振片的远离所述像源的一侧；

1/4λ波片，设置在所述反射式线偏振片和所述反射式圆偏振片之间，

其中，所述第一透镜具有正光焦度或者负光焦度，所述第二透镜具有负光焦度，所述第一透镜的材料的阿贝数Vd1>50，所述第二透镜的材料的阿贝数Vd2<30。

2.根据权利要求1所述的目镜，其特征在于，所述目镜的最大垂轴色差为LACL，LACL<60μm。

3.根据权利要求1所述的目镜，其特征在于，所述第一透镜靠近所述像源的表面为第二表面，所述第一透镜的第二表面为凸面。

4.根据权利要求3所述的目镜，其特征在于，所述第一透镜的第二表面的曲率半径为R2，所述目镜的有效焦距为f，-3<R2/f<0。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的目镜，其特征在于，所述第一透镜的物侧面的中心与所述像源的表面在光轴上的距离为TTL，所述像源的表面的有效像素区域的对角线长度的一半为ImgH，TTL/ImgH<1.3。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的目镜，其特征在于，所述目镜的最大视场角为HFOV，tan(HFOV)>1。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的目镜，其特征在于，所述透镜组件还包括第三透镜，所述第三透镜位于所述第二透镜的远离所述第一透镜的一侧。

8.一种目镜，其特征在于，所述目镜包括：

具有正光焦度或者负光焦度的透镜组件，所述透镜组件包括至少两个透镜，在沿靠近像源的方向上，分别为第一透镜和第二透镜；

反射式线偏振片，设置在所述第一透镜的靠近所述像源的表面上或者设置在所述第二透镜的表面上；

反射式圆偏振片，设置在所述第一透镜的任意表面上，所述反射式圆偏振片位于所述反射式线偏振片的远离所述像源的一侧；

1/4λ波片，设置在所述反射式线偏振片和所述反射式圆偏振片之间。

9.根据权利要求8所述的目镜，其特征在于，所述第一透镜具有正光焦度或者负光焦度，所述第二透镜具有负光焦度。

10.根据权利要求8所述的目镜，其特征在于，所述第一透镜的材料的阿贝数Vd1>50，所述第二透镜的材料的阿贝数Vd2<30。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的目镜，其特征在于，所述目镜的最大垂轴色差为LACL，LACL<60μm。

12.根据权利要求8至10中任一项所述的目镜，其特征在于，所述第一透镜靠近所述像源的表面为第二表面，所述第一透镜的第二表面为凸面。

13.根据权利要求12所述的目镜，其特征在于，所述第一透镜的第二表面的曲率半径为R2，所述目镜的有效焦距为f，-3<R2/f<0。

14.根据权利要求8至10中任一项所述的目镜，其特征在于，所述第一透镜的物侧面的中心与所述像源的表面在光轴上的距离为TTL，所述像源的表面的有效像素区域的对角线长度的一半为ImgH，TTL/ImgH<1.3。

15.根据权利要求8至10中任一项所述的目镜，其特征在于，所述目镜的最大视场角为HFOV，tan(HFOV)>1。

16.根据权利要求8至10中任一项所述的目镜，其特征在于，所述透镜组件还包括第三透镜，所述第三透镜位于所述第二透镜的远离所述第一透镜的一侧。

17.一种显示装置，包括目镜，其特征在于，所述目镜为权利要求1至7中任一项所述的目镜或者权利要求8至16中任一项所述的目镜。

18.根据权利要求17所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置为头戴式虚拟现实显示装置。