CN211786405U - 一种超薄透镜 - Google Patents

Abstract

一种超薄透镜，其特征在于，其包含两个光学层，任一光学层划分为A区域和B区域；入射光线首先通过所述超薄透镜的第一个光学层的A（或B）区域后转换为第一（或第二）方向偏振光，然后被所述超薄透镜的第二个光学层的B（或A）区域反射，投射至所述超薄透镜的第一个光学层的B（或A）区域再次反射，最后通过所述超薄透镜的第二个光学层的A（或B）区域射出。由此提供一种厚度更加轻薄的同时又兼具较强的会聚或发散光线的透镜。

Description

一种超薄透镜

技术领域

本实用新型涉及一种超薄型透镜。

背景技术

透镜可以分为凹透镜、凸透镜、菲涅尔透镜等，其广泛应用于安防、车载、数码相机、激光、光学仪器等各个领域。目前，随着市场不断发展，在一些领域，比如VR眼镜受目前的光学系统限制，其设备的厚度一般达几厘米厚，比较厚重，用户体验感不好，用户希望能出现一种更加轻薄的设备。所以我们需要一种厚度更加轻薄的同时又兼具较强的会聚或发散光线的透镜。

发明内容

本实用新型是鉴于这样的情况，提供一种厚度更加轻薄的同时又兼具较强的会聚或发散光线的透镜。

本实用新型所采用的技术方案是：一种超薄透镜，其特征在于，其包含两个光学层，任一光学层划分为A区域和B区域；入射光线首先通过所述超薄透镜的第一个光学层的A（或B）区域后转换为第一（或第二）方向偏振光，然后被所述超薄透镜的第二个光学层的B（或A）区域反射，投射至所述超薄透镜的第一个光学层的B（或A）区域再次反射，最后通过所述超薄透镜的第二个光学层的A（或B）区域射出。

优选的，所述A区域是第一方向反射型偏振片，其允许第一方向偏振光通过并反射第二方向偏振光；B区域是第二方向反射型偏振片，其允许第二方向偏振光通过并反射第一方向偏振光。

优选的，所述第一方向反射型偏振片与第二方向反射型偏振片偏振方向正交。所述第一方向偏振光与第二方向偏振光为线性偏振光且偏振方向正交。

优选的，可以在所述两个光学层之间加设若干相位延迟片。

优选的，当所述入射光线为非自然光时，根据需要可以在所述超薄透镜的第一个光学层的B（或A）区域朝向入射光线一侧加设相应的相位延迟片，使得该区域的入射光线在通过所述相位延迟片后转换为第二（或第一）方向偏振光。

优选的，可以在所述超薄透镜的第二光学层的B（或A）区域朝向射出光线一侧加设相位延迟片，使得该区域的射出光线在通过所述相位延迟片后转换为第一（或第二）方向偏振光。

优选的，所述相位延迟片可以为1/2或1/4波片。

优选的，所述超薄透镜的两个光学层的相对面可以由若干个曲面组成。

优选的，可以根据需要设置两个所述超薄透镜相互配合达到更好的光学放大或缩小倍数的要求。

优选的，所述超薄透镜所作用的显示屏图像根据需要可以配合所属超薄透镜进行调整，使得显示屏图像透过所述超薄透镜后最终形成一个正常的图像。

申请号为CN201710272460 的专利“一种近眼显示系统以及带有该近眼显示系统的头戴设备”公开了一种近眼显示系统，其特征在于，包括：透明或半透明的显示器，所述显示器靠近眼睛一侧设有正透镜，所述显示器远离眼睛一侧设有负透镜。受目前光学系统的限制，由该方案所实现的AR眼镜的厚度将会很厚，如果将其方案中的正透镜或负透镜替换为本实用新型的超薄透镜的话，该AR眼镜将会更加轻薄化，也会更具有商用价值。

本实用新型的有益效果是提供一种厚度更加轻薄的同时又兼具较强的会聚或发散光线的透镜。一种具体应用是可以把目前VR眼镜的光学系统的厚度由几厘米缩短至几毫米。

附图说明

图1是一种超薄透镜的正视图的结构原理图。

图2是一种超薄透镜的侧视图的工作原理图。

图3、4、5是一种虚拟现实眼镜的工作原理图。

图6是一种增强现实眼镜的工作原理图。

其中，第一光学层1；第二光学层2；第一方向反射型偏振片3；第二方向反射型偏振片4；光线5；第一方向反射型偏振片3.1；第二方向反射型偏振片4.1；第一方向反射型偏振片3.2；第二方向反射型偏振片4.2；眼睛6；显示屏7；第一超薄透镜8；第二超薄透镜9。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

在图1所示的一种超薄透镜的正视图的结构原理图中，我们可以看出所述超薄透镜的第一光学层1或第二光学层2的第一方向反射型偏振片3和第二方向反射型偏振片4为一系列同心圆状，且间隔分布，间隔距离相等。第一光学层1的第一（或第二）方向反射型偏振片的位置刚好和第二光学层2的第二（或第一）方向反射型偏振片的位置一一对应。这种分布结构可以使得光线通过该超薄透镜后形成一个连续完整的图像。

但是这种超薄透镜在放大或缩小图像的同时，其透镜中心位置图像会显示不正常，一种解决方法是可以设置两个所述超薄透镜相互配合以抵消透镜中心位置图像显示不正常的现象。另一种解决方法是，如果该透镜是作用于显示屏图像的话，我们可以对显示屏图像进行调整，配合所述超薄透镜以抵消透镜中心位置图像显示不正常的现象，使得显示屏图像透过所述超薄透镜后最终形成一个正常的图像。需要指出的是，图1为了方便展示，第一光学层1和第二光学层2两个光学层是分开显示的，但在实际应用中，两个光学层是上下完全重合的关系。

在图2所示的一种超薄透镜的侧视图的工作原理图中，上部分为该透镜的整体工作原理图，下部分为局部工作原理图。由局部工作原理图可知，光线5首先通过第一光学层1的第一方向反射型偏振片3.1后转换为第一方向偏振光后被第二光学层2的第二方向反射型偏振片4.2反射，然后投射至第一光学层2的第二方向反射型偏振片4.1，再次反射后，最后通过第二光学层2的第一方向反射型偏振片3.2后射出，在此过程中，光线5被第一光学层1和第二光学层2两次反射后，其进深位置被改变，达到光学放大或缩小倍数的要求。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种超薄透镜，其特征在于，其包含两个光学层，任一光学层划分为A区域和B区域；入射光线首先通过所述超薄透镜的第一个光学层的A或B区域后转换为第一或第二方向偏振光，然后被所述超薄透镜的第二个光学层的B或A区域反射，投射至所述超薄透镜的第一个光学层的B或A区域再次反射，最后通过所述超薄透镜的第二个光学层的A或B区域射出。

2.根据权利要求1所述的一种超薄透镜，其特征在于，所述A区域是第一方向反射型偏振片，其允许第一方向偏振光通过并反射第二方向偏振光；B区域是第二方向反射型偏振片，其允许第二方向偏振光通过并反射第一方向偏振光。

3.根据权利要求2所述的一种超薄透镜，其特征在于，所述第一方向反射型偏振片与第二方向反射型偏振片偏振方向正交；所述第一方向偏振光与第二方向偏振光为线性偏振光且偏振方向正交。

4.根据权利要求1所述的一种超薄透镜，其特征在于，在所述两个光学层之间加设若干相位延迟片。

5.根据权利要求1所述的一种超薄透镜，其特征在于，当所述入射光线为非自然光时，根据需要在所述超薄透镜的第一个光学层的B或A区域朝向入射光线一侧加设相应的相位延迟片，使得该区域的入射光线在通过所述相位延迟片后转换为第二或第一方向偏振光。

6.根据权利要求1所述的一种超薄透镜，其特征在于，在所述超薄透镜的第二光学层的B或A区域朝向射出光线一侧加设相位延迟片，使得该区域的射出光线在通过所述相位延迟片后转换为第一或第二方向偏振光。

7.根据权利要求4或5或6所述的任一种超薄透镜，其特征在于，所述相位延迟片为1/2或1/4波片。

8.根据权利要求1所述的一种超薄透镜，其特征在于，所述超薄透镜的两个光学层的相对面由若干个曲面组成。

9.根据权利要求1所述的一种超薄透镜，其特征在于，根据需要设置两个所述超薄透镜相互配合达到更好的光学放大或缩小倍数的要求。

10.根据权利要求1所述的一种超薄透镜，其特征在于，所述超薄透镜所作用的显示屏图像根据需要配合所属超薄透镜进行调整，使得显示屏图像透过所述超薄透镜后最终形成一个正常的图像。

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