一种双胶合虚拟现实光学系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双胶合虚拟现实光学系统，包括光阑，从所述的光阑向后依次设有第一透镜、第二透镜和屏幕，所述的第一透镜为正焦距透镜，所述的第二透镜为负焦距透镜，所述的第一透镜朝向光阑的一面为双曲线非球面、朝向第二透镜的一面为球面，所述的第一透镜朝向光阑的一面的曲率半径R大于20，从所述的光阑往屏幕方向，所述的第二透镜的第一面为球面，所述第二透镜的第二面为双曲线非球面，并且所述的第一透镜与第二透镜粘合在一起形成胶合透镜。本实用新型结构简单，视场角度大，视场均匀，像质高，真实感强，视觉体验效果好。
【专利说明】-种双胶合虚拟现实光学系统 【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种光学系统，更具体地说是一种双胶合虚拟现实光学系统。 【【背景技术】】
[0002] 目前虚拟现实(Virtual Reality)设备发展势头日盛，V則S镜(虚拟现实设备)作 为比较具体的虚拟现实的实现设备得到广泛的关注。当前的主流虚拟现实产品可W实现3D 效果，但是清晰度较差，色差比较严重，观看3D影像时眩晕感较强。镜片的成像质量很难提 高，为此，镜片组的方案是未来的VR头盎(虚拟现实设备）中镜片的发展趋势。对于要求越来 越高的VR领域来讲，需要画面更清晰，成像质量更优秀，用户体验更优质的产品。
[0003] 本实用新型正是基于W上的不足而产生的。 【【实用新型内容】】
[0004] 本实用新型目的是克服了现有技术的不足，提供一种结构简单，视场角度大，视场 均匀，像质高，真实感强，视觉体验效果好的虚拟现实光学系统。
[0005] 本实用新型是通过W下技术方案实现的：
[0006] -种双胶合虚拟现实光学系统，其特征在于:包括光阔100,从所述的光阔100向后 依次设有第一透镜1、第二透镜2和屏幕200,所述的第一透镜1为正焦距透镜，所述的第二 透镜2为负焦距透镜，所述的第一透镜1朝向光阔100的一面为双曲线非球面、朝向第二透镜 2的一面为球面，所述的第一透镜1朝向光阔100的一面的曲率半径R大于20,从所述的光阔 100往屏幕200方向，所述的第二透镜2的第一面为球面，所述第二透镜2的第二面为双曲线 非球面，并且所述的第一透镜1与第二透镜2粘合在一起形成胶合透镜。
[0007] 如上所述的一种双胶合虚拟现实光学系统，其特征在于:所述的虚拟现实光学系 统满足如下关系:2<nパ2<3,3<nパ<4，其中n为第一透镜l的焦距，f2为第二透镜2的 焦距，f为虚拟现实光学系统的总焦距。
[000引如上所述的一种双胶合虚拟现实光学系统，其特征在于:所述的虚拟现实光学系 统满足如下关系：lens 1 >50, lens 1-lens 2>22,其中，lens 1为第一透镜1的色散系数， lens2为第二透镜2的色散系数。
[0009] 如上所述的一种双胶合虚拟现实光学系统，其特征在于:所述的虚拟现实光学系 统满足如下关系:4<1'1/了2<6,0.6<(1'1+了2)/化<0.8,0.4<617化<0.6，其中，化为光学 系统总长，T1为第一透镜1的中屯、厚度，T2为第二透镜2的中屯、厚度，为第二透镜2至屏幕 200间的间隔。
[0010] 如上所述的一种双胶合虚拟现实光学系统，其特征在于:所述的第一透镜1、第二透镜2的 非球面表面形状满足W下方程：2= Cy7'{1 [l~ d+k) c2y2] }+〇1户〇.妒+〇.进却江补〇.评16十。巧叫〇巧叫。排1'。,. 在公式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为圆 锥二次曲线系数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的 面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为楠圆，当k系数等于0时， 透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于ο时，透镜的面形曲线为扁圆形;αι至as分别表示各径 向坐标所对应的系数。
[0011] 如上所述的一种双胶合虚拟现实光学系统，其特征在于:所述的第一透镜1和第二 透镜2均为塑料非球面透镜。
[0012] 与现有技术相比，本实用新型有如下优点：
[0013] 1、本实用新型的镜头视场角可达到100°，更真实贴近人眼的3D视角要求。
[0014] 2、本实用新型的第一透镜和第二透镜均为塑料非球面透镜，具有较高的通透性。
[0015] 3、本实用新型的第一透镜与第二透镜胶合在一起形成胶合透镜，采用运种胶合结 构能更好的控制色差，节省空间，而且内外视场均匀度高，视觉体验较好。
[0016] 4、本实用新型合理地分配放大率，有比较小的失真，像面放大后，真实感得到保 证。 【【附图说明】】
[0017] 图1是本实用新型示意图； 【【具体实施方式】】
[0018] 下面结合附图对本实用新型作进一步描述：
[0019] -种双胶合虚拟现实光学系统，其特征在于:包括光阔100,从所述的光阔100向后 依次设有第一透镜1、第二透镜2和屏幕200,所述的第一透镜1为正焦距透镜，所述的第二透 镜2为负焦距透镜，所述的第一透镜1朝向光阔100的一面为双曲线非球面、朝向第二透镜2 的一面为球面，所述的第一透镜1朝向光阔100的一面的曲率半径R大于20,从所述的光阔 100往屏幕200方向，所述的第二透镜2的第一面为球面，所述第二透镜2的第二面为双曲线 非球面，并且所述的第一透镜1与第二透镜2粘合在一起形成胶合透镜。
[0020] 光阔100位于光学系统第一透镜1前方，它模拟人眼的瞳孔大小，根据人眼特点设 定虚像距对应。所述的第一透镜1采用正透镜，主要承担了影像放大及图像投远的效果，其 中第一透镜1朝向光阔100的一面由于接眼考虑，尽量做平，使用户具有更好的视觉体验。所 述第二透镜2主要承担了像差的校正作用，所述的第一透镜1和第二透镜2采用球面胶合在 一起的胶合结构减小色差，提升像质。
[0021] 所述的第一透镜1采用高色散系数的塑胶非球面正透镜，第二透镜2采用低色散系 数的塑胶非球面透镜，并且从所述的光阔100往屏幕200方向，第二透镜2的第一面为球面， 所述第二透镜2的第二面为双曲线非球面，使虚拟现实光学系统通透性高，而且成本低廉。
[0022] 所述的虚拟现实光学系统满足如下关系：2<nパ2<3,3<nパ<4，其中n为第 一透镜1的焦距，f2为第二透镜2的焦距，f为虚拟现实光学系统的总焦距。由于第一透镜1和 第二透镜2的焦距满足公式2<nパ2<3,3<nパ<4，很好地解决了焦距分配问题，有效 控制公差分布均衡性，可W有效减短光学系统的长度，使结构更紧凑。
[0023] 所述的虚拟现实光学系统满足如下关系：lensl>50，lensl-lens2>22,其中， lensl为第一透镜1的色散系数，lens2为第二透镜2的色散系数。第一透镜1和第二透镜2的 色散系数满足公式161131>50，16]131-16]18 2>22，高低色散系数的第一透镜1和第二透镜2 胶合可W更好地校正色差，提升像质。
[0024] 所述的虚拟现实光学系统满足如下关系：4<Τ1/Τ2<6,0.6<(Τ1+Τ2)/^<0.8， 0.4<化/化<0.6,其中，TL为光学系统总长，Τ1为第一透镜1的中屯、厚度，Τ2为第二透镜2的 中屯、厚度，化为第二透镜2至屏幕200的间隔。整个虚拟现实光学系统满足如上关系时，合理 地分配放大率，有相对小的失真，像面放大后，真实感得到保证，更符合虚拟现实的要求，内 外视场均匀度高，视觉体验较好。
[0025] 所述的第一透镜1、第二透镜2的非球面表面形状满足W下方程：
在公式中，参 数C为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系 数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛 物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为楠圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲 线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形;αι至as分别表示各径向坐标所对应 的系数。
【主权项】
1. 一种双胶合虚拟现实光学系统，其特征在于:包括光阑（100)，从所述的光阑（100)向 后依次设有第一透镜（1)、第二透镜(2)和屏幕(200)，所述的第一透镜（1)为正焦距透镜，所 述的第二透镜(2)为负焦距透镜，所述的第一透镜（1)朝向光阑（100)的一面为双曲线非球 面、朝向第二透镜(2)的一面为球面，所述的第一透镜（1)朝向光阑（100)的一面的曲率半径 R大于20,从所述的光阑（100)往屏幕(200)方向，所述的第二透镜(2)的第一面为球面，所述 第二透镜(2)的第二面为双曲线非球面，并且所述的第一透镜（1)与第二透镜(2)粘合在一 起形成胶合透镜。2. 根据权利要求1所述的一种双胶合虚拟现实光学系统，其特征在于:所述的虚拟现实 光学系统满足如下关系：2<0/^2<3,3<0/^<4，其中0为第一透镜（1)的焦距42为第 二透镜(2)的焦距，f?为虚拟现实光学系统的总焦距。3. 根据权利要求1所述的一种双胶合虚拟现实光学系统，其特征在于:所述的虚拟现实 光学系统满足如下关系：lensl彡50, lensl-lens 2彡22,其中，lensl为第一透镜（1)的色散 系数，lens2为第二透镜(2)的色散系数。4. 根据权利要求1所述的一种双胶合虚拟现实光学系统，其特征在于:所述的虚拟现实 光学系统满足如下关系:4<1'1八2<6,0.6<(1'1+丁2)/81<0.8,0.4<81711<0.6，其中，11 为光学系统总长，T1为第一透镜（1)的中心厚度，T2为第二透镜(2)的中心厚度，BL为第二 透镜(2)至屏幕(200)间的间隔。5. 根据权利要求1所述的一种双胶合虚拟现实光学系统，其特征在 于：所述的第一透镜（1)、第二透镜（2)的非球面表面形状满足以下方程： Z：=cy2/ [1- C l+k) c：2；y：2] } +.ft i.y2+a :办'十 a ^切 6y'1D+a & ?y14+d s.y1.6,在公式中，参 数C为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系 数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛 物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲 线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形;(^至叫分别表示各径向坐标所对应 的系数。6. 根据权利要求1所述的一种双胶合虚拟现实光学系统，其特征在于:所述的第一透镜 (1)和第二透镜(2)均为塑料非球面透镜。
【文档编号】G02B27/01GK205485074SQ201620180383
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月9日
【发明人】鲍秀娟, 王玉荣, 舒健林, 肖明志
【申请人】中山联合光电科技股份有限公司