菲涅尔透镜、注塑模具及其制备方法、透镜加工装置与流程

本发明涉及光学，特别涉及一种菲涅尔透镜、注塑模具及其制备方法、透镜加工装置。

背景技术：

1、相关技术中，菲涅尔透镜通常采用注塑成型的方式实现批量生产。其中，菲涅尔透镜的一侧表面通常为非球面或平面，另一侧表面则为菲涅尔面。菲涅尔面具有若干同心设置且依次连接的环形凸起，环形凸起呈齿形结构，并形成有靠近菲涅尔透镜的中心轴设置的有效面和远离中心轴设置的无效面。

2、目前，菲涅尔透镜可以作为接目镜头，应用于头戴显示设备中。传输至菲涅尔透镜的有效面的光束能够折射并进入人眼，以在人眼处形成影像，而传输至无效面的光束则会导致杂散光的产生，进入人眼的杂散光会导致人眼处形成的影像的对比度降低，影响使用体验。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种菲涅尔透镜、注塑模具及其制备方法、透镜加工装置，旨在降低菲涅尔透镜产生的杂散光进入人眼视觉范围内的风险。

2、为实现上述目的，本发明提出的一种菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜包括相背设置的两侧面，其中一所述侧面凸设有若干环形齿纹，所述环形齿纹沿所述菲涅尔透镜的中心轴的周向环绕设置，若干所述环形齿纹同心设置，并沿所述菲涅尔透镜的径向依次连接；

3、所述环形齿纹包括顶边相交且相背设置的无效面和有效面，所述无效面靠近所述菲涅尔透镜的中心轴设置，所述有效面远离所述菲涅尔透镜的中心轴设置的有效面；

4、其中，所述无效面为粗糙表面，所述有效面为光滑表面。

5、可选地，所述无效面自其底边向其顶边且向远离所述菲涅尔透镜的中心轴的方向倾斜设置。

6、可选地，定义所述无效面和所述中心轴的夹角为拔模角，若干所述无效面的拔模角自所述菲涅尔透镜的中心轴向所述菲涅尔透镜的周沿逐渐增大。

7、可选地，所述拔模角的范围为4°～12°。

8、可选地，所述无效面的粗糙度为微米级粗糙度；

9、所述有效面的粗糙度为纳米级粗糙度。

10、可选地，所述菲涅尔透镜的材质为pmma材质。

11、本发明还提出一种注塑模具，所述注塑模具用于制备形成前述任意一项所述的菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜包括相背设置的两侧面，其中一所述侧面凸设有若干环形齿纹，所述环形齿纹沿所述菲涅尔透镜的中心轴的周向环绕设置，若干所述环形齿纹同心设置，并沿所述菲涅尔透镜的径向依次连接；

12、所述环形齿纹包括顶边相交且相背设置的无效面和有效面，所述无效面靠近所述菲涅尔透镜的中心轴设置，所述有效面远离所述菲涅尔透镜的中心轴设置的有效面；

13、其中，所述无效面为粗糙表面，所述有效面为光滑表面。

14、可选地，所述注塑模具内形成有模腔，所述模腔的一侧内壁设有若干环形凹槽，若干所述环形凹槽同心设置且沿依次连接，用于制备形成所述菲涅尔透镜的环形齿纹；

15、所述环形凹槽的横截面呈齿形结构，包括底边相交且相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面为靠近所述环形凹槽的中心轴设置的粗糙表面，所述第二表面为远离所述环形凹槽的中心轴设置的光滑表面。

16、本发明还提出一种注塑模具的制备方法，所述注塑模具包括若干同心设置且沿依次连接的环形凹槽，所述环形凹槽的横截面呈齿形结构，相互连通的第一槽体部和第二槽体部；

17、所述注塑模具的制备方法包括以下步骤：

18、提供一模坯；

19、对所述模坯的一侧表面进行精加工，以制备形成若干所述第一槽体部，所述第一槽体部的槽壁为光滑表面；

20、对所述第一槽体部的槽壁进行喷砂雾化处理，以将所述第一槽体部的槽壁加工为粗糙表面；

21、对所述模坯的一侧表面进行精加工，以制备形成若干所述第二槽体部，所述第二槽体部的槽壁为光滑表面。

22、本发明还提出一种透镜加工装置，所述透镜加工装置包括前述任意一项所述的注塑模具，或者，包括前述任意一项所述的注塑模具的制备方法制备得到的注塑模具。

23、本发明的技术方案，提供了一种菲涅尔透镜，菲涅尔透镜的一侧凸设有若干同心设置且依次连接的环形齿纹，环形齿纹包括顶边相交且相背设置的无效面和有效面。进一步地，有效面为光滑表面，无效面为粗糙表面，如此，传输至有效面的光束可以通过正常传输路径出射至人眼，而传输无效面的光束则会发生漫反射，从而可以使得该部分光束的传输路径杂乱无章，继而能够降低可进入人眼视觉范围内的杂散光在菲涅尔透镜所产生的杂散光的总量中的占比，以降低菲涅尔透镜产生的杂散光进入人眼视觉范围内的风险。

技术特征：

1.一种菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜包括相背设置的两侧面，其中一所述侧面凸设有若干环形齿纹，所述环形齿纹沿所述菲涅尔透镜的中心轴的周向环绕设置，若干所述环形齿纹同心设置，并沿所述菲涅尔透镜的径向依次连接；

2.如权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述无效面自其底边向其顶边且向远离所述菲涅尔透镜的中心轴的方向倾斜设置。

3.如权利要求2所述的菲涅尔透镜，其特征在于，定义所述无效面和所述中心轴的夹角为拔模角，若干所述无效面的拔模角自所述菲涅尔透镜的中心轴向所述菲涅尔透镜的周沿逐渐增大。

4.如权利要求3所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述拔模角的范围为4°～12°。

5.如权利要求1至4任一项所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述无效面的粗糙度为微米级粗糙度；

6.如权利要求1至4任一项所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜的材质为pmma材质。

7.一种注塑模具，其特征在于，所述注塑模具用于制备形成如权利要求1至6任一项所述的菲涅尔透镜。

8.如权利要求7所述的注塑模具，其特征在于，所述注塑模具内形成有模腔，所述模腔的一侧内壁设有若干环形凹槽，若干所述环形凹槽同心设置且沿依次连接，用于制备形成所述菲涅尔透镜的环形齿纹；

9.一种注塑模具的制备方法，其特征在于，所述注塑模具包括若干同心设置且沿依次连接的环形凹槽，所述环形凹槽的横截面呈齿形结构，相互连通的第一槽体部和第二槽体部；

10.一种透镜加工装置，其特征在于，包括如权利要求7至8任一项所述的注塑模具，或者，包括由权利要求9所述的注塑模具的制备方法制备得到的注塑模具。

技术总结本发明提出一种菲涅尔透镜、注塑模具及其制备方法、透镜加工装置，其中，所述菲涅尔透镜包括相背设置的两侧面，其中一所述侧面凸设有若干环形齿纹，所述环形齿纹沿所述菲涅尔透镜的中心轴的周向环绕设置，若干所述环形齿纹同心设置，并沿所述菲涅尔透镜的径向依次连接；所述环形齿纹包括顶边相交且相背设置的无效面和有效面，所述无效面靠近所述菲涅尔透镜的中心轴设置，所述有效面远离所述菲涅尔透镜的中心轴设置的有效面；其中，所述无效面为粗糙表面，所述有效面为光滑表面。本申请的技术方案，旨在降低菲涅尔透镜产生的杂散光进入人眼视觉范围内的风险。技术研发人员：谭丽梦,赵兴明,李守林,王浩,邱盛平受保护的技术使用者：中山联合光电研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19