一種應用於虛擬實境頭盔的輕型目鏡的製作方法

2024-04-06 20:58:05

本發明涉及鏡頭
技術領域：
，尤其涉及一種應用於虛擬實境頭盔的輕型目鏡。
背景技術：
：虛擬實境技術(vr)作為近年新興的熱點技術，受到社會各界的追捧，實現vr目視功能的方式可以簡單的概括為兩種：1.手機屏幕搭配單片自由曲面鏡片；2.採用oled屏幕搭配多鏡片組成的目鏡，主要在vr頭盔中使用。第一種主要依託於手機，並搭配手機軟體實現，形式簡單，常作為入門產品；第二種常見於高端的vr頭盔，有獨立的傳感器和處理器，可以實現較強的沉浸感。對於第二種方案，目鏡的重量是影響像設備體驗效果的重要因素，由於目鏡通常鏡片體積較大，全玻鏡頭很難控制重量，塑料鏡頭矯正象散、複色差的能力不足。技術實現要素：本發明提供一種應用於虛擬實境頭盔的輕型目鏡，解決了現有技術中，應用於vr頭盔的目鏡重量重、體積大以及象散、複色差的能力不足等技術問題。為了解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案為：一種應用於虛擬實境頭盔的輕型目鏡，包括沿光軸從像方至物方依順序排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡，所述第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡共同形成一透鏡組，所述透鏡組與整個目鏡滿足如下條件式：∣fz/f∣≥4，其中，fz為第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的組合焦距，f為整個目鏡的焦距。進一步地，所述第四透鏡與整個目鏡滿足如下條件式：0.8≤∣f4/f∣≤1.2，其中f4為第四透鏡的焦距。更進一步地，所述第五透鏡與整個目鏡滿足如下條件式：∣f5/f∣≥4，其中，f5為第五透鏡的焦距。優選地，所述第一透鏡具有正光焦度，所述第二透鏡具有正光焦度，所述第三透鏡具有負光焦度，所述第四透鏡具有正光焦度，所述第五透鏡具有正光焦度。進一步地，所述第一透鏡至第五透鏡的焦距、折射率和中心曲率半徑滿足如下條件：焦距折射率鏡片第一面鏡片第二面25.5≤f1≤45.31.63≤n1≤1.7814.7≤r1≤25.340.5≤r2≤72.315.2≤f2≤33.81.49≤n2≤1.608.5≤r3≤17.580≤r4或r4≤-80.0-7.6≤f3≤-17.01.60≤n2≤1.6880≤r5或r5≤-80.05.1≤r6≤10.60.8≤∣f4/f∣≤1.21.75≤n4≤1.9211.7≤r7≤22.3-77.4≤r8≤-20.3∣f5/f∣≥41.49≤n5≤1.605.8≤r9≤12.55.8≤r10≤12.5其中，f1至f5依順序分別對應於第一透鏡至第五透鏡的焦距；n1至n5依順序分別對應於第一透鏡至第五透鏡的折射率；r1、r3、r5、r7和r9依順序分別對應於第一透鏡至第五透鏡朝向像方一側表面的中心曲率半徑，r2、r4、r6、r8和r10依順序分別對應於第一透鏡至第五透鏡朝向物方一側表面的中心曲率半徑；「-」號表示方向為負。優選地，所述第一透鏡和第四透鏡為玻璃透鏡，所述第二透鏡、第三透鏡和第五透鏡為塑料透鏡。本發明提供一種應用於虛擬實境頭盔的輕型目鏡，包括沿光軸從像方至物方依順序排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡，所述第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡共同形成一透鏡組，所述透鏡組與整個目鏡滿足如下條件式：∣fz/f∣≥4，其中，fz為第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的組合焦距，f為整個目鏡的焦距。所述第四透鏡與整個目鏡滿足如下條件式：0.8≤∣f4/f∣≤1.2，其中f4為第四透鏡的焦距。所述第五透鏡與整個目鏡滿足如下條件式：∣f5/f∣≥4，其中，f5為第五透鏡的焦距。該目鏡結構大大減輕了光學系統的鏡片重量，同時有效控制了象散、複色差等像差；其具有重量輕，像質高，畸變小，靶面大等特點。附圖說明圖1是本發明一種應用於虛擬實境頭盔的輕型目鏡結構示意圖；圖2為該目鏡在可見光下的mtf圖；圖3為該目鏡的畸變曲線圖。具體實施方式下面結合附圖，具體闡明本發明的實施方式，附圖僅供參考和說明使用，不構成對本發明專利保護範圍的限制。該目鏡採用2片玻璃鏡片、3片塑料鏡片，確保光學系統性能的同時保證材料低成本和鏡片易加工；設計出瞳為15mm，對應oled尺寸為0.5inch；設計屈光度可調節範圍為d＝-6至+4；光學畸變在絕對值最大處全視場小於2.5％；光學系統邊緣光線相對照度在80％以上；系統裝配完品重量僅為25g。具體結構如圖1所示，一種應用於虛擬實境頭盔的輕型目鏡，包括沿光軸從像方至物方依順序排列的第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4和第五透鏡5，第一透鏡1、第二透鏡2和第三透鏡3共同形成一透鏡組，透鏡組與整個目鏡滿足如下條件式：∣fz/f∣≥4，其中，fz為第一透鏡1、第二透鏡2和第三透鏡3的組合焦距，f為整個目鏡的焦距。第四透鏡4與整個目鏡滿足如下條件式：0.8≤∣f4/f∣≤1.2，其中f4為第四透鏡的焦距。第五透鏡5與整個目鏡滿足如下條件式：∣f5/f∣≥4，其中，f5為第五透鏡的焦距。第一透鏡1具有正光焦度，第二透鏡2具有正光焦度，第三透鏡3具有負光焦度，第四透鏡4具有正光焦度，第五透鏡5具有正光焦度。第一透鏡至第五透鏡的焦距、折射率和中心曲率半徑滿足如下條件：焦距折射率鏡片第一面鏡片第二面25.5≤f1≤45.31.63≤n1≤1.7814.7≤r1≤25.340.5≤r2≤72.315.2≤f2≤33.81.49≤n2≤1.608.5≤r3≤17.580≤r4或r4≤-80.0-7.6≤f3≤-17.01.60≤n2≤1.6880≤r5或r5≤-80.05.1≤r6≤10.60.8≤∣f4/f∣≤1.21.75≤n4≤1.9211.7≤r7≤22.3-77.4≤r8≤-20.3∣f5/f∣≥41.49≤n5≤1.605.8≤r9≤12.55.8≤r10≤12.5其中，f1至f5依順序分別對應於第一透鏡1至第五透鏡5的焦距；n1至n5依順序分別對應於第一透鏡至第五透鏡的折射率；r1、r3、r5、r7和r9依順序分別對應於第一透鏡至第五透鏡朝向像方一側表面的中心曲率半徑，r2、r4、r6、r8和r10依順序分別對應於第一透鏡至第五透鏡朝向物方一側表面的中心曲率半徑；「-」號表示方向為負。第一透鏡1和第四透鏡4為玻璃透鏡，第二透鏡2、第三透鏡3和第五透鏡5為塑料透鏡。具體地，第一玻璃透鏡元件為一凹一凸彎月形透鏡，第四玻璃透鏡元件為雙凸形透鏡。從圖2至3可以看出，該目鏡具有像質高、畸變小等良好的光學性能。以上所揭露的僅為本發明的較佳實施例，不能以此來限定本發明的權利保護範圍，因此依本發明申請專利範圍所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。當前第1頁12