[發(fā)明專利]一種用于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的成像光學(xué)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810474312.4
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108761788B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石慶;張治宇;鐘景維;馬保軍;胡小波;肖業(yè)衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市億境虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 張立娟

本發(fā)明提供了一種用于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的成像光學(xué)裝置，包括組合式光學(xué)系統(tǒng)和光顯示屏，所述光顯示屏上的圖像經(jīng)組合式光學(xué)系統(tǒng)成放大的虛像，再由位于組合式光學(xué)系統(tǒng)另一側(cè)孔徑光闌處的人眼所觀察；所述組合式光學(xué)系統(tǒng)從孔徑光闌起向著光顯示屏方向依次包括非球面彎月鏡、非球面雙凸透鏡和非球面雙凹透鏡；所述組合式光學(xué)系統(tǒng)的非球面彎月鏡向著孔徑光闌的方向彎曲。本技術(shù)大大提高了虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的光學(xué)成像裝置的光學(xué)分辨率，分辨可達(dá)到每毫米30線對以上（30LP/MM），圖像色差和畸變小，大大提高了人們在體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備時(shí)視覺舒適感和沉浸感，提高了人們體驗(yàn)滿足感。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種用于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的成像光學(xué)裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的用于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的光學(xué)成像裝置大都采用一片非球面鏡片或一片菲涅爾鏡片對光顯示屏上圖像進(jìn)行虛擬放大后成像。現(xiàn)有的用于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的光學(xué)成像裝置最大的不足就是光學(xué)分辨率低，通常只能分辨每毫米幾個線對(LP/MM)；圖像畸變大，邊沿視場通常超過20％；色差太大，圖像邊沿呈現(xiàn)彩帶。人們在體驗(yàn)時(shí)總感覺圖像清晰度不夠，色差太大，圖像邊沿呈現(xiàn)彩帶，體驗(yàn)久了后會有眼脹頭暈的感覺。雖然圖像畸變可以通過反畸變算法進(jìn)行圖像處理校正，但過大的畸變會增加反畸變算法圖像處理的難度，同時(shí)也會占用運(yùn)算單元更多的資源，增加成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中問題，本發(fā)明提供了一種用于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的成像光學(xué)裝置，包括組合式光學(xué)系統(tǒng)和光顯示屏，所述光顯示屏上的圖像經(jīng)組合式光學(xué)系統(tǒng)成放大的虛像，再由位于組合式光學(xué)系統(tǒng)另一側(cè)孔徑光闌處的人眼所觀察；所述組合式光學(xué)系統(tǒng)從孔徑光闌起向著光顯示屏方向依次包括非球面彎月鏡、非球面雙凸透鏡和非球面雙凹透鏡；所述組合式光學(xué)系統(tǒng)的非球面彎月鏡向著孔徑光闌的方向彎曲。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述組合式光學(xué)系統(tǒng)的中每片非球面鏡片的兩面均為非球面。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述非球面彎月鏡的優(yōu)化的面形矢高數(shù)據(jù)表如下：

以上數(shù)據(jù)的誤差允許范圍是正負(fù)百分之五。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述非球面雙凸透鏡的優(yōu)化的面形矢高數(shù)據(jù)表如下：

以上數(shù)據(jù)的誤差允許范圍是正負(fù)百分之五。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述非球面雙凹透鏡的優(yōu)化的面形矢高數(shù)據(jù)表如下：

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光顯示屏為液晶顯示屏為2.89英寸液晶顯示屏。

本發(fā)明的有益效果是：

本申請的一種用于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的光學(xué)成像裝置，采用多片鏡片的組合式光學(xué)成像裝置，其中的鏡片采用不同材料的非球面設(shè)計(jì)和成型。本技術(shù)大大提高了虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的光學(xué)成像裝置的光學(xué)分辨率，分辨可達(dá)到每毫米30線對以上(30LP/MM)，圖像色差和畸變小，大大提高了人們在體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備時(shí)視覺舒適感和沉浸感，提高了人們體驗(yàn)滿足感。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的成像光學(xué)裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明組合式光學(xué)系統(tǒng)示意圖；

圖3為本發(fā)明成像光學(xué)裝置的中心(0視場)分辨率示意圖；

圖4為本發(fā)明成像光學(xué)裝置的17.5mm(0.7視場)分辨率示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。