CN210834102U - 一种虚像检测光学系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型旨在提供一种入瞳处位于光学系统前端且占用空间小的虚像检测光学系统。本实用新型包括同一光轴依次设置的孔径光阑、第一透镜组、第二透镜组以及成像面，所述第一透镜组包括所述第二透镜组包括至少一个正透镜，所述孔径光阑位于所述第一透镜组的入瞳点。本实用新型应用于光学系统的技术领域。
Description
技术领域
本实用新型应用于光学系统的技术领域,特别涉及一种虚像检测光学系统。
背景技术
随着VR（虚拟现实的英文缩写）技术和AR（增强现实的英文缩写）技术的普及，AR/VR产品不断涌现，对于其成像质量已经成为消费者关注的焦点，其成像质量的检测方法是依靠在眼镜出瞳处衔接一采集物镜来模拟人眼进行成像。现有AR产品检测大都依据人工佩带，目视评价标准，采用这种方法主要依靠检验者的目视判别能力，虽然这种方式更能贴近消费者的评价视角。但受主观因素影响太大，造成评价的不确定度太高。且在AR眼镜等产品产量急剧增加的背景下，这种方式的检测效率越来越捉襟见肘。
有部分厂商依据工业镜头来检测，眼镜的出瞳和后方光学系统的入瞳需要重合才能保证检测质量，但由于现有的标准镜头入瞳大多在镜头内部，造成眼镜的出瞳和后方检测系统的入瞳存在一定的距离，而导致一些大视场的光线不能或者部分不能进入检测系统，造成检测结果的不准确。且工业镜头在设计时不考虑镜头本身的尺寸，民用的AR眼镜结构比较小巧，又有镜框和镜腿等部件作为阻碍，造成眼镜和检测镜头的结构干涉。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种入瞳点位于光学系统前端且占用空间小的虚像检测光学系统。
本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括沿同一光轴依次设置的孔径光阑、第一透镜组、第二透镜组以及成像面，所述第一透镜组包括至少一个负透镜，所述第二透镜组包括至少一个正透镜，所述孔径光阑位于所述第一透镜组的入瞳点。
由上述方案可见，通过采用负透镜作为所述第一透镜组，进而使虚像检测光学系统的入瞳点位于透镜组件的前方。通过将所述孔径光阑设置在入瞳点进行入瞳直径的限定。同时通过将所述孔径光阑设置在透镜组件的前方，进而实现使用时可以快速方便的调整，且不会影响透镜组件的结构和位置。所述第二透镜组用于聚焦，使图像聚焦于所述成像面上。所述成像面为大靶面工业相机或C口相机。
一个优选方案是，所述第一透镜组包括依次排列的第一弯月形负透镜和第二弯月形负透镜，所述第一弯月形负透镜的焦距为负232mm，所述第一弯月形负透镜的凸面朝向所述成像面，所述第一弯月形负透镜的前表面曲率大于后表面曲率，所述第二弯月形负透镜的焦距为负126.14mm，所述第二弯月形负透镜的凸面朝向所述孔径光阑，所述第二弯月形负透镜的前表面曲率小于后表面曲率。所述虚像检测光学系统的整体结构紧凑，占用空间小。
由上述方案可见，通过两个弯月形负透镜进行入射光线的发散，进而进行光路的调整。
一个优选方案是，所述第二透镜组包括依次排列的第一双凸正透镜和第二双凸正透镜，所述第一双凸正透镜的焦距为41.75mm，所述第二双凸正透镜的焦距为36.28mm。
由上述方案可见，通过两个双凸正透镜进行入射光线的聚焦，进而使图像聚焦于所述成像面上。
一个优选方案是，所述成像面与所述第二透镜组的距离不小于20mm。
由上述方案可见，通过所述成像面与透镜组件的距离大于20mm的设计，进而获取较好的成像效果。
一个优选方案是，所述虚像检测光学系统还包括第三弯月形负透镜，所述第三弯月形负透镜设置在所述第二透镜组与所述成像面之间，所述第三弯月形负透镜的凸面朝向所述孔径光阑，所述第三弯月形负透镜的焦距为负201mm。
由上述方案可见，用于弯月形结构对于整体光焦的影响不大，能够消除前两组透镜带来的场曲，同时利于实现像方远心光路。
一个优选方案是，所述成像面与所述第三弯月形负透镜的距离不小于20mm。
一个优选方案是，所述孔径光阑的孔径范围为4mm至8mm，所述孔径光阑与所述第一透镜组的距离为5mm。
由上述方案可见，所述孔径光阑的孔径可根据需要进行更改，以满足当前的测试需求。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的光路图。
具体实施方式
如图1所示，在本实施例中，本实用新型包括括沿同一光轴依次设置的孔径光阑1、第一透镜组2、第二透镜组3以及成像面4，所述第一透镜组2包括至少一个负透镜，所述第二透镜组3包括至少一个正透镜，所述孔径光阑1位于所述第一透镜组2的入瞳点处。
所述第一透镜组2包括依次排列的第一弯月形负透镜21和第二弯月形负透镜22，所述第一弯月形负透镜21的焦距为负232mm，所述第一弯月形负透镜21的凸面朝向所述成像面4，所述第一弯月形负透镜21的前表面曲率大于后表面曲率，所述第二弯月形负透镜22的焦距为负126.14mm，所述第二弯月形负透镜22的凸面朝向所述孔径光阑1，所述第二弯月形负透镜22的前表面曲率小于后表面曲率。所述第一弯月形负透镜21的材料为重镧火石玻璃，所述第二弯月形负透镜22的材料为重火石玻璃。
所述第二透镜组3包括依次排列的第一双凸正透镜31和第二双凸正透镜32，所述第一双凸正透镜31的焦距为41.75mm，所述第二双凸正透镜32的焦距为36.28mm。所述第一双凸正透镜31和所述第二双凸正透镜32的材料均为镧冕玻璃。
所述成像面4与所述第二透镜组3的距离不小于20mm。
所述虚像检测光学系统还包括第三弯月形负透镜5，所述第三弯月形负透镜5设置在所述第二透镜组3与所述成像面4之间，所述第三弯月形负透镜5的凸面朝向所述孔径光阑1，所述第三弯月形负透镜5的焦距为负201mm。所述第三弯月形负透镜5的材料为重冕玻璃。
所述成像面4与所述第三弯月形负透镜5的距离不小于20mm。
所述孔径光阑1的孔径范围为4mm至8mm，所述孔径光阑1与所述第一透镜组2的距离为5mm。
本例中的镜头采用玻璃球面加工，可以在低功率激光和0℃~40℃中使用
由于入瞳点位于透镜组件的前方，故而本实用新型能够进行无焦光学系统或成虚像光学系统的成像质量的测试。
本实施例中的透镜均采用玻璃球面加工，进而满足低功率激光和0℃~40℃的环境使用。
本实用新型的工作原理：
如图2所示，光束从所述孔径光阑1入射，首先经过所述第一透镜组2发散，然后再经过所述第二透镜组3进行光束的聚焦，再通过所述第三弯月形负透镜进行场曲的消除，成像投影在所述成像面4上，其中所述成像面4为工业相机的感光单元，进而获取图像进行AR眼镜的成像质量检测。
Claims (7)
1.一种虚像检测光学系统，其特征在于：它包括沿同一光轴依次设置的孔径光阑（1）、第一透镜组（2）、第二透镜组（3）以及成像面（4），所述第一透镜组（2）包括至少一个负透镜，所述第二透镜组（3）包括至少一个正透镜，所述孔径光阑（1）位于所述第一透镜组（2）的入瞳点处。
2.根据权利要求1所述的一种虚像检测光学系统，其特征在于：所述第一透镜组（2）包括依次排列的第一弯月形负透镜（21）和第二弯月形负透镜（22），所述第一弯月形负透镜（21）的焦距为负232mm，所述第一弯月形负透镜（21）的凸面朝向所述成像面（4），所述第一弯月形负透镜（21）的前表面曲率大于后表面曲率，所述第二弯月形负透镜（22）的焦距为负126.14mm，所述第二弯月形负透镜（22）的凸面朝向所述孔径光阑（1），所述第二弯月形负透镜（22）的前表面曲率小于后表面曲率。
3.根据权利要求1所述的一种虚像检测光学系统，其特征在于：所述第二透镜组（3）包括依次排列的第一双凸正透镜（31）和第二双凸正透镜（32），所述第一双凸正透镜（31）的焦距为41.75mm，所述第二双凸正透镜（32）的焦距为36.28mm。
4.根据权利要求1所述的一种虚像检测光学系统，其特征在于：所述成像面（4）与所述第二透镜组（3）的距离不小于20mm。
5.根据权利要求1所述的一种虚像检测光学系统，其特征在于：所述虚像检测光学系统还包括第三弯月形负透镜（5），所述第三弯月形负透镜（5）设置在所述第二透镜组（3）与所述成像面（4）之间，所述第三弯月形负透镜（5）的凸面朝向所述孔径光阑（1），所述第三弯月形负透镜（5）的焦距为负201mm。
6.根据权利要求5所述的一种虚像检测光学系统，其特征在于：所述成像面（4）与所述第三弯月形负透镜（5）的距离不小于20mm。
7.根据权利要求1所述的一种虚像检测光学系统，其特征在于：所述孔径光阑（1）的孔径范围为4mm至8mm，所述孔径光阑（1）与所述第一透镜组（2）的距离为5mm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201922217325.6U CN210834102U (zh) | 2019-12-12 | 2019-12-12 | 一种虚像检测光学系统 |
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| CN210834102U true CN210834102U (zh) | 2020-06-23 |
Family
ID=71281442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112857754A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-05-28 | Oppo广东移动通信有限公司 | 近眼显示检测镜头及近眼显示装置 |
| WO2023123440A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 歌尔光学科技有限公司 | 用于头戴显示设备的检测镜头和检测方法 |
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2019
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| WO2023123440A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 歌尔光学科技有限公司 | 用于头戴显示设备的检测镜头和检测方法 |
| WO2023123446A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 歌尔光学科技有限公司 | 用于头戴显示设备的检测镜头和检测方法 |
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