CN206930847U - 一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜 - Google Patents
一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜，包括沿光轴从像方至物方依顺序排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜共同形成一透镜组，所述透镜组与整个目镜满足如下条件式：∣fz/f∣≥4，其中，fz为第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合焦距，f为整个目镜的焦距。所述第四透镜与整个目镜满足如下条件式：0.8≤∣f4/f∣≤1.2，其中f4为第四透镜的焦距。所述第五透镜与整个目镜满足如下条件式：∣f5/f∣≥4，其中，f5为第五透镜的焦距。该目镜结构大大减轻了光学系统的镜片重量，同时有效控制了象散、复色差等像差；其具有重量轻，像质高，畸变小，靶面大等特点。
Description
技术领域
本发明涉及镜头技术领域，尤其涉及一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜。
背景技术
虚拟现实技术(VR)作为近年新兴的热点技术，受到社会各界的追捧，实现VR目视功能的方式可以简单的概括为两种：1.手机屏幕搭配单片自由曲面镜片；2.采用OLED屏幕搭配多镜片组成的目镜，主要在VR头盔中使用。第一种主要依托于手机，并搭配手机软件实现，形式简单，常作为入门产品；第二种常见于高端的VR头盔，有独立的传感器和处理器，可以实现较强的沉浸感。对于第二种方案，目镜的重量是影响像设备体验效果的重要因素，由于目镜通常镜片体积较大，全玻镜头很难控制重量，塑料镜头矫正象散、复色差的能力不足。
发明内容
本发明提供一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜，解决了现有技术中，应用于VR头盔的目镜重量重、体积大以及象散、复色差的能力不足等技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：
一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜，包括沿光轴从像方至物方依顺序排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜共同形成一透镜组，所述透镜组与整个目镜满足如下条件式：
∣fz/f∣≥4，其中，fz为第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合焦距，f为整个目镜的焦距。
进一步地，所述第四透镜与整个目镜满足如下条件式：
0.8≤∣f4/f∣≤1.2，其中f4为第四透镜的焦距。
更进一步地，所述第五透镜与整个目镜满足如下条件式：
∣f5/f∣≥4，其中，f5为第五透镜的焦距。
优选地，所述第一透镜具有正光焦度，所述第二透镜具有正光焦度，所述第三透镜具有负光焦度，所述第四透镜具有正光焦度，所述第五透镜具有正光焦度。
进一步地，所述第一透镜至第五透镜的焦距、折射率和中心曲率半径满足如下条件：
| 焦距 | 折射率 | 镜片第一面 | 镜片第二面 |
| 25.5≤f1≤45.3 | 1.63≤n1≤1.78 | 14.7≤R1≤25.3 | 40.5≤R2≤72.3 |
| 15.2≤f2≤33.8 | 1.49≤n2≤1.60 | 8.5≤R3≤17.5 | 80≤R4或R4≤-80.0 |
| -7.6≤f3≤-17.0 | 1.60≤n2≤1.68 | 80≤R5或R5≤-80.0 | 5.1≤R6≤10.6 |
| 0.8≤∣f4/f∣≤1.2 | 1.75≤n4≤1.92 | 11.7≤R7≤22.3 | -77.4≤R8≤-20.3 |
| ∣f5/f∣≥4 | 1.49≤n5≤1.60 | 5.8≤R9≤12.5 | 5.8≤R10≤12.5 |
其中，f1至f5依顺序分别对应于第一透镜至第五透镜的焦距；n1至n5依顺序分别对应于第一透镜至第五透镜的折射率；R1、R3、R5、R7和R9依顺序分别对应于第一透镜至第五透镜朝向像方一侧表面的中心曲率半径，R2、R4、R6、R8和R10依顺序分别对应于第一透镜至第五透镜朝向物方一侧表面的中心曲率半径；“-”号表示方向为负。
优选地，所述第一透镜和第四透镜为玻璃透镜，所述第二透镜、第三透镜和第五透镜为塑料透镜。
本发明提供一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜，包括沿光轴从像方至物方依顺序排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜共同形成一透镜组，所述透镜组与整个目镜满足如下条件式：∣fz/f∣≥4，其中，fz为第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合焦距，f为整个目镜的焦距。所述第四透镜与整个目镜满足如下条件式：0.8≤∣f4/f∣≤1.2，其中f4为第四透镜的焦距。所述第五透镜与整个目镜满足如下条件式：∣f5/f∣≥4，其中，f5为第五透镜的焦距。
该目镜结构大大减轻了光学系统的镜片重量，同时有效控制了象散、复色差等像差；其具有重量轻，像质高，畸变小，靶面大等特点。
附图说明
图1是本发明一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜结构示意图；
图2为该目镜在可见光下的MTF图；
图3为该目镜的畸变曲线图。
具体实施方式
下面结合附图，具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。
该目镜采用2片玻璃镜片、3片塑料镜片，确保光学系统性能的同时保证材料低成本和镜片易加工；设计出瞳为15mm，对应OLED尺寸为0.5inch；设计屈光度可调节范围为D＝-6至+4；光学畸变在绝对值最大处全视场小于2.5％；光学系统边缘光线相对照度在80％以上；系统装配完品重量仅为25g。
具体结构如图1所示，一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜，包括沿光轴从像方至物方依顺序排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5，第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3共同形成一透镜组，透镜组与整个目镜满足如下条件式：
∣fz/f∣≥4，其中，fz为第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3的组合焦距，f为整个目镜的焦距。
第四透镜4与整个目镜满足如下条件式：
0.8≤∣f4/f∣≤1.2，其中f4为第四透镜的焦距。
第五透镜5与整个目镜满足如下条件式：
∣f5/f∣≥4，其中，f5为第五透镜的焦距。
第一透镜1具有正光焦度，第二透镜2具有正光焦度，第三透镜3具有负光焦度，第四透镜4具有正光焦度，第五透镜5具有正光焦度。
第一透镜至第五透镜的焦距、折射率和中心曲率半径满足如下条件：
| 焦距 | 折射率 | 镜片第一面 | 镜片第二面 |
| 25.5≤f1≤45.3 | 1.63≤n1≤1.78 | 14.7≤R1≤25.3 | 40.5≤R2≤72.3 |
| 15.2≤f2≤33.8 | 1.49≤n2≤1.60 | 8.5≤R3≤17.5 | 80≤R4或R4≤-80.0 |
| -7.6≤f3≤-17.0 | 1.60≤n2≤1.68 | 80≤R5或R5≤-80.0 | 5.1≤R6≤10.6 |
| 0.8≤∣f4/f∣≤1.2 | 1.75≤n4≤1.92 | 11.7≤R7≤22.3 | -77.4≤R8≤-20.3 |
| ∣f5/f∣≥4 | 1.49≤n5≤1.60 | 5.8≤R9≤12.5 | 5.8≤R10≤12.5 |
其中，f1至f5依顺序分别对应于第一透镜1至第五透镜5的焦距；n1至n5依顺序分别对应于第一透镜至第五透镜的折射率；R1、R3、R5、R7和R9依顺序分别对应于第一透镜至第五透镜朝向像方一侧表面的中心曲率半径，R2、R4、R6、R8和R10依顺序分别对应于第一透镜至第五透镜朝向物方一侧表面的中心曲率半径；“-”号表示方向为负。
第一透镜1和第四透镜4为玻璃透镜，第二透镜2、第三透镜3和第五透镜5为塑料透镜。具体地，第一玻璃透镜元件为一凹一凸弯月形透镜，第四玻璃透镜元件为双凸形透镜。
从图2至3可以看出，该目镜具有像质高、畸变小等良好的光学性能。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜，其特征在于，包括沿光轴从像方至物方依顺序排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜共同形成一透镜组，所述透镜组与整个目镜满足如下条件式：
∣fz/f∣≥4，其中fz为第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合焦距，f为整个目镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜，其特征在于，所述第四透镜与整个目镜满足如下条件式：
0.8≤∣f4/f∣≤1.2，其中f4为第四透镜的焦距。
3.根据权利要求2所述的一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜，其特征在于，所述第五透镜与整个目镜满足如下条件式：
∣f5/f∣≥4，其中，f5为第五透镜的焦距。
4.根据权利要求3所述的一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜，其特征在于：所述第一透镜具有正光焦度，所述第二透镜具有正光焦度，所述第三透镜具有负光焦度，所述第四透镜具有正光焦度，所述第五透镜具有正光焦度。
5.根据权利要求4所述的一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜，其特征在于，所述第一透镜至第五透镜的焦距、折射率和中心曲率半径满足如下条件：
其中，f1至f5依顺序分别对应于第一透镜至第五透镜的焦距；n1至n5依顺序分别对应于第一透镜至第五透镜的折射率；R1、R3、R5、R7和R9依顺序分别对应于第一透镜至第五透镜朝向像方一侧表面的中心曲率半径，R2、R4、R6、R8和R10依顺序分别对应于第一透镜至第五透镜朝向物方一侧表面的中心曲率半径；“-”号表示方向为负。
6.根据权利要求5所述的一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜，其特征在于：所述第一透镜和第四透镜为玻璃透镜，所述第二透镜、第三透镜和第五透镜为塑料透镜。
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| CN201720796414.9U CN206930847U (zh) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | 一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107144967A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-08 | 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 | 一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜 |
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