CN213714688U - 一种基于高折射率棱镜的ar/vr光学检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于高折射率棱镜的AR/VR光学检测装置，包括发射光路和接收光路，所述发射光路前端设有棱镜；所述棱镜包括入射面、第一反射面和出射面，棱镜的折射率不低于1.8。本实用新型光学检测装置通过在发射光路前端集成高折射率棱镜，高折射率棱镜不仅能够实现光路的转折，从而将出射光路的镜头与接收光路的镜头拉近，而且还能将大角度光束压缩后再以大角度出射，从而解决了出射光瞳在光学系统外侧近距离处时，镜头直径需要随着视场角的增大而增大的问题，本实用新型光学检测装置不仅有效减小了发射光路镜头与接收光路镜头的中心距离，而且还能在小的镜头直径下具有大的视场角，从而实现了在小空间内集成两个以上的独立镜头。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于高折射率棱镜的AR/VR光学检测装置。
背景技术
AR/VR等近眼显示设备，其出射光瞳位置必须在光学系统外侧近距离处。相应的，AR/VR检测设备一般也要求其入射/出射光瞳位置须在光学系统外侧近距离处。即测试系统出射/待测物入射，待测物出射/测试系统入射，至少两种独立光路集成在几个立方厘米的空间内，同时空间外部受AR/VR近眼显示设备外型(如镜腿支架)的限制。而测试系统所用发射/接受大视场镜头，镜头直径随视场角的加大而激增，90度对角线视场角的镜头一般直径已近10厘米。两镜头光瞳中心距离最小值为两镜头前端镜片半径之和。在保证光学性能的前提下，常规设计无法在小空间内集成单个或两个以上独立镜头/光路。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型针对现有技术中存在的无法在小空间内(两镜头光瞳中心距离在20mm内)集成两个以上独立镜头的问题，提供一种基于高折射率棱镜的AR/VR光学检测装置。
技术方案：本实用新型所述的基于高折射率棱镜的AR/VR光学检测装置，包括发射光路和接收光路，所述发射光路前端设有棱镜；所述棱镜包括入射面、第一反射面和出射面，棱镜的折射率不低于1.8。
其中，所述棱镜为三角棱镜。
其中，所述接收光路内设有至少一个反射镜，入射光经过多个反射镜的反射后进入CCD检测装置中。
其中，所述发射光路镜头与接收光路镜头的中心距离≤15mm。
其中，三角棱镜入射面的入射角与出射面的出射角大小一致。
其中，所述发射光路镜头的视场张角≤150°。
其中，三角棱镜横截面的边长不大于40mm，三角棱镜的长度不大于32mm。
有益效果：本实用新型光学检测装置通过在发射光路前端集成高折射率棱镜，高折射率棱镜不仅能够实现光路的转折，从而将出射光路的镜头与接收光路的镜头拉近，而且还能将大角度光束压缩后再以大角度出射，从而解决了出射光瞳在光学系统外侧近距离处时，镜头直径需要随着视场角的增大而增大的问题，本实用新型光学检测装置不仅有效减小了发射光路镜头与接收光路镜头的中心距离，而且还能在小的镜头直径下具有大的视场角，从而实现了在小空间内集成两个以上的独立镜头(两光路集成在小空间内)。
附图说明
图1为光路经过三角棱镜时的结构示意图；
图2为三角棱镜的结构示意图；
图3为三角棱镜对大角度光束沿垂直于光轴方向的压缩原理图；
图4为发射光路与接收光路检测待测物的局部图；
图5为发射光路前端的局部图；
图6为发射光路与接收光路的排布原理图。
具体实施方式
如图1～6所示，本实用新型基于高折射率棱镜的ARVR光学检测装置，包括发射光路和接收光路，发射光路前端集成有棱镜；棱镜为三角棱镜，三角棱镜横截面的边长A均为40mm(等边三角形)，三角棱镜的长度L为32mm，棱镜包括入射面S1、第一反射面S2和出射面S3，棱镜的折射率不低于1.8。棱镜用于将接收到的光依次经过入射面S1、第一反射面S2以及出射面S3透射，使得进入该棱镜的光通过一次反射后对其光路进行了折叠，从而使得进入棱镜的光沿垂直于光的传播方向折叠输出的同时，还压缩其垂直于光轴方向的尺寸，以达到实现光沿垂直于光轴方向折叠输出的目的。
如图3所示，根据折射定律：n1*sin(θ1)＝n2*sin(θ2)；
其中，n1为空气的折射率，n2为三角棱镜的折射率；θ1、θ2为光线与入射面S1表面法线的夹角；三角棱镜的折射率n2＝2.0，对于广角镜头，半视场角一般大于50度，当θ1＝50度的光束从空气进入棱镜时，根据上式可得折射角θ2＝22度，从而实现大角度光束通过高折射率棱镜展开后光束尺寸会得到压缩，最后再以大角度(50度)出射，从而实现小尺寸镜头具有大的视场张角(即通过压缩视场张角，达到调整轴向距离减小镜头尺寸的目的)。
本实用新型接收光路内设有至少一个反射镜，入射光经过多个反射镜的反射后进入CCD检测装置中。发射光路镜头中集成有上述尺寸的三角棱镜(三角棱镜与发射光路最前端凸透镜的距离H为1mm)，即使本实用新型光学检测装置出射/入射光瞳在光学系统外侧近距离处，发射光路镜头与接收光路镜头的中心距离B不大于15mm(若B＝15mm，以发射光路镜头光瞳中心为圆心，画半径为15mm的圆，接收光路镜头光瞳中心位于圆上任意一个位置均可)，并且发射光路镜头的视场张角S可达到150°。
Claims (7)
1.一种基于高折射率棱镜的AR/VR光学检测装置，其特征在于：包括发射光路和接收光路，所述发射光路前端集成有棱镜；所述棱镜包括入射面、第一反射面和出射面，棱镜的折射率不低于1.8。
2.根据权利要求1所述的基于高折射率棱镜的AR/VR光学检测装置，其特征在于：所述棱镜为三角棱镜。
3.根据权利要求1所述的基于高折射率棱镜的AR/VR光学检测装置，其特征在于：所述接收光路内设有至少一个反射镜，入射光经过多个反射镜的反射后进入CCD检测装置中。
4.根据权利要求1所述的基于高折射率棱镜的AR/VR光学检测装置，其特征在于：所述发射光路镜头与接收光路镜头的中心距离≤15mm。
5.根据权利要求1所述的基于高折射率棱镜的AR/VR光学检测装置，其特征在于：三角棱镜入射面的入射角与出射面的出射角大小一致。
6.根据权利要求1所述的基于高折射率棱镜的AR/VR光学检测装置，其特征在于：所述发射光路镜头的视场张角≤150°。
7.根据权利要求1所述的基于高折射率棱镜的AR/VR光学检测装置，其特征在于：三角棱镜横截面的边长不大于40mm，三角棱镜的长度不大于32mm。
Priority Applications (1)
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| CN202022525671.3U CN213714688U (zh) | 2020-11-04 | 2020-11-04 | 一种基于高折射率棱镜的ar/vr光学检测装置 |
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| CN202022525671.3U CN213714688U (zh) | 2020-11-04 | 2020-11-04 | 一种基于高折射率棱镜的ar/vr光学检测装置 |
Publications (1)
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| CN213714688U true CN213714688U (zh) | 2021-07-16 |
Family
ID=76802574
Family Applications (1)
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| CN202022525671.3U Active CN213714688U (zh) | 2020-11-04 | 2020-11-04 | 一种基于高折射率棱镜的ar/vr光学检测装置 |
Country Status (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114705396A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-07-05 | 茂莱（南京）仪器有限公司 | 用于全视场特征采样检测的棱镜折转光学系统 |
| WO2023123443A1 (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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2020
- 2020-11-04 CN CN202022525671.3U patent/CN213714688U/zh active Active
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| CN114705396A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-07-05 | 茂莱（南京）仪器有限公司 | 用于全视场特征采样检测的棱镜折转光学系统 |
| CN114705396B (zh) * | 2022-02-25 | 2023-11-07 | 茂莱（南京）仪器有限公司 | 用于全视场特征采样检测的棱镜折转光学系统 |
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