[實(shí)用新型]一種復(fù)合式VR透鏡系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720441986.5
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN206863257U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙烈烽;南基學(xué)
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東燁嘉光電科技股份有限公司
• 主分類號: G02B3/08
• 分類號: G02B3/08;G02B27/01
• 代理公司: 東莞市永橋知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44400
• 代理人: 何新華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及VR透鏡系統(tǒng)，具體公開了一種復(fù)合式VR透鏡系統(tǒng)。

背景技術(shù)

VR系統(tǒng)的光學(xué)部分一般采用屏幕和透鏡配合，使用戶能夠通過透鏡看清眼前3-7cm屏幕的影像，VR透鏡多采用非球面透鏡，非球面透鏡的結(jié)構(gòu)如圖1的a所示；由于不同地區(qū)、不同性別的人群瞳距不相同，為適應(yīng)不同瞳距的人群，VR透鏡的非球面外徑需要做的比較大，同時(shí)，VR系統(tǒng)具有大視場、短后截距的需求，透鏡的焦距通常需要做得比較小，主流的VR透鏡焦距都在40mm左右；由于非球面的外徑需要做得比較大、焦距需要做得比較小，導(dǎo)致形成的VR透鏡厚度比較大，增大整個(gè)VR系統(tǒng)的體積。

為降低VR系統(tǒng)的體積，需要進(jìn)一步降低VR透鏡的厚度、體積，現(xiàn)有技術(shù)的VR透鏡采用菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡的結(jié)構(gòu)如圖1的b所示；菲涅爾透鏡相對于非球面透鏡，體積和重量降低了40％以上、厚度降低50％以上，但菲涅爾透鏡存在鋸齒形狀，鋸齒的非工作面(拔模面)會(huì)降低成像的對比度；菲涅爾透鏡通過模具加工形成，菲涅爾透鏡的加工結(jié)構(gòu)如圖2所示，在鋸齒的工作面和非工作面之間存在一個(gè)R角，最終導(dǎo)致成像出現(xiàn)重影、拖影的問題，如圖3的a所示為非球面透鏡的成像效果，如圖3的b所示為菲涅爾透鏡的成像效果。

實(shí)用新型內(nèi)容

基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)問題，提供一種復(fù)合式VR透鏡系統(tǒng)，體積、厚度較小，能夠顯著減小拖影、重影等雜光的產(chǎn)生，成像質(zhì)量高。

為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開一種復(fù)合式VR透鏡系統(tǒng)，包括透鏡和屏幕，透鏡包括第一表面、第二表面兩個(gè)面，第二表面的光學(xué)有效面設(shè)有菲涅爾結(jié)構(gòu)部分和非球面結(jié)構(gòu)部分，非球面結(jié)構(gòu)部分對應(yīng)屏幕中視覺敏感區(qū)域設(shè)置。

進(jìn)一步的，第一表面的光學(xué)有效面為非球面結(jié)構(gòu)或平面結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，第一表面面向人眼，第二表面面向屏幕。

進(jìn)一步的，第二表面沿透鏡光軸的一側(cè)至少分為兩個(gè)區(qū)域第一輪廓面、第二輪廓面，第一輪廓面為非球面結(jié)構(gòu)部分，第二輪廓面為菲涅爾結(jié)構(gòu)部分。

進(jìn)一步的，第一輪廓面靠近透鏡光軸，第二輪廓面遠(yuǎn)離透鏡光軸。

人眼和屏幕分別位于透鏡的兩側(cè)，第一表面面向人眼，第二表面面向屏幕，第二表面交替設(shè)置有非球面結(jié)構(gòu)部分與菲涅爾結(jié)構(gòu)部分，同時(shí)非球面結(jié)構(gòu)部分對應(yīng)屏幕的視覺敏感區(qū)域設(shè)置，當(dāng)屏幕的中心區(qū)域?yàn)橐曈X敏感區(qū)域，設(shè)置非球面結(jié)構(gòu)部分對應(yīng)屏幕的中心區(qū)域，使視覺敏感區(qū)域的圖像經(jīng)過非球面結(jié)構(gòu)部分進(jìn)入人眼，能夠有效消除雜光，提高成像質(zhì)量，同時(shí)第二表面設(shè)置有菲涅爾結(jié)構(gòu)部分，能夠有效降低透鏡的體積和厚度。

本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型公開一種復(fù)合式VR透鏡系統(tǒng)，將菲涅爾面結(jié)構(gòu)和非球面結(jié)構(gòu)部分同時(shí)應(yīng)用到透鏡的其中一個(gè)面上，能夠有效降低透鏡的厚度，進(jìn)而降低透鏡系統(tǒng)的體積，此外，還能顯著減少雜光的產(chǎn)生，提高成像的質(zhì)量。

附圖說明

圖1為非球面透鏡和菲涅爾透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為透鏡中形成菲涅爾紋理的加工示意圖。

圖3為非球面透鏡與菲涅爾透鏡的成像示意圖。

圖4為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例一中透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例一的光路示意圖。

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例一的光學(xué)性能示意圖。

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例二中透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例二的光路示意圖。

圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例二的光學(xué)性能示意圖。

圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例三中透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本實(shí)用新型實(shí)施例三的光路示意圖。

圖13為本實(shí)用新型實(shí)施例三的光學(xué)性能示意圖。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目的、功能，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

參考圖1至圖13。

本實(shí)用新型公開一種復(fù)合式VR透鏡系統(tǒng)，包括透鏡10和屏幕20，透鏡10包括第一表面11、第二表面12兩個(gè)面，第二表面12的光學(xué)有效面設(shè)有菲涅爾結(jié)構(gòu)部分和非球面結(jié)構(gòu)部分，非球面結(jié)構(gòu)部分對應(yīng)屏幕20中視覺敏感區(qū)域設(shè)置，人眼的視覺系統(tǒng)處理視覺敏感度最高的區(qū)域只有一個(gè)小范圍，視覺敏感區(qū)域就是指吸引人眼注意力集中的圖像區(qū)域，視覺敏感區(qū)域影響著人對整個(gè)圖像的質(zhì)量評價(jià)，即使人眼感興趣程度低的區(qū)域的圖像質(zhì)量有所下降，人眼對該區(qū)域圖像的感知受其影響較小。