[發明專利]一種虛擬現實設備的2K目鏡光學系統

在審

• 申請號: 201811599472.8
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109375364A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 周偉統
• 申請（專利權）人: 杭州有人光電技術有限公司
• 主分類號: G02B25/00
• 分類號: G02B25/00;G02B27/01
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發明公開一種虛擬現實設備的2K目鏡光學系統，包括入瞳到顯示屏之間的若干個同光軸排布的透鏡，所述透鏡從入瞳到顯示屏之間的若干個同軸排布順序是第一凸透鏡、第二正彎月透鏡、第三負彎月透鏡、第四凸透鏡、第五凹透鏡、第六凸透鏡、第七場鏡。本發明以光闌為入瞳，正焦距透鏡組在后的目鏡光學系統。根據此結構設想構造正焦距透鏡組的若干鏡片代替組成初始結構，改換顯示屏大小，通過更換增減玻璃材質、焦距縮放和像差控制的優化設計，最終達到像質優良的虛擬現實設備的2K目鏡光學系統設計。

技術領域

本發明屬于光學目鏡技術領域，尤其涉及一種虛擬現實設備的2K目鏡光學系統。

背景技術

虛擬現實顯示設備有手機屏幕搭載鏡片和微顯示芯片搭載鏡片兩種目鏡光學系統。其中OLED微顯示芯片搭載若干鏡片的目鏡用于高端虛擬現實顯示設備上，配合獨立的傳感器和處理器，可實現較強的沉浸感。

虛擬現實目鏡系統對顯示屏放大后得到畫面還原效果要求很高。采用多片非球面鏡片設計可以在較大視角下達到較高的清晰度和較小畸變。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明以光闌為入瞳，正焦距透鏡組在后的目鏡光學系統。根據此結構設想構造正焦距透鏡組的若干鏡片代替組成初始結構，改換顯示屏大小，通過更換增減玻璃材質、焦距縮放和像差控制的優化設計，最終達到像質優良的虛擬現實設備的2K目鏡光學系統設計。

本發明采用的結構是：一種虛擬現實設備的2K目鏡光學系統，包括入瞳到顯示屏之間的若干個同光軸排布的透鏡，所述透鏡從入瞳到顯示屏之間的若干個同軸排布順序是第一凸透鏡、第二正彎月透鏡、第三負彎月透鏡、第四凸透鏡、第五凹透鏡、第六凸透鏡、第七場鏡。

作為優選，所述顯示屏為1.06英寸，分辨率為2048×2048，所述顯示屏垂直于光軸，顯示屏中心在光軸上。

進一步地，所述第一凸透鏡的焦距介于30mm與60mm之間；所述第二正彎月透鏡的焦距介于30mm與50mm之間；所述第三負彎月透鏡的焦距介于-70mm與-50mm之間；所述第四凸透鏡的焦距介于20mm與40mm之間；所述第五凹透鏡的焦距介于-20mm與-10mm之間；所述第六凸透鏡的焦距介于10mm與30mm之間；所述第七場鏡的焦距介于-200mm與200mm之間。

進一步地，所述第一凸透鏡的折射率介于1.60與1.70之間；所述第二正彎月透鏡的折射率介于1.45與1.60之間；所述第三負彎月透鏡的折射率介于1.85與2.05之間；所述第四凸透鏡的折射率介于1.80與1.95之間；所述第五凹透鏡的折射率介于1.60與1.70之間；所述第六凸透鏡的折射率介于1.75與1.85之間；所述第七場鏡的折射率介于1.60與1.70之間。

進一步地，所述第二正彎月透鏡、第三負彎月透鏡、第五凹透鏡和第七場鏡的左右兩面為非球面。

進一步地，所述入瞳直徑介于4～7mm之間。

本發明的有益效果為：

1、本發明以光闌為入瞳，正焦距透鏡組在后的目鏡光學系統。根據此結構設想構造正焦距透鏡組的若干鏡片代替組成初始結構，改換顯示屏大小，通過更換增減玻璃材質、焦距縮放和像差控制的優化設計，最終達到像質優良的目鏡光學系統設計；

2、本法發明的虛擬現實設備的2K目鏡光學系統為結構精密，小體積的目鏡光學系統：入瞳直徑5mm，畸變小于3％，視場角72度的目鏡光學系統；

3、基于光學成像原理，使用光學設計軟件對目鏡反復地進行結構優化達到的優化設計。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的MTF曲線圖；

圖3是本發明的點列圖。