虚拟实境用的放大透镜组制造技术

一种虚拟实境用的放大透镜组，从物侧至像侧沿一个光轴依序包含一个孔径光栏、一个第一透镜、一个第二透镜及一个第三透镜。该第一透镜具正屈折力，该第一透镜的该像侧面为凸向像侧的凸面。该第二透镜具负屈折力。该第三透镜具负屈折力，该第三透镜的该像侧面为凸向像侧的非球面凸面且从该光轴至非球面终止点具有至少一个反曲点。其中，该放大透镜组满足0.26<f1/f<0.65、0.57<|f2|/f<2.29、0.36<|f3|/f<0.77及FOV>100°，f1为该第一透镜的焦距，f2为该第二透镜的焦距，f3为该第三透镜的焦距，f为该放大透镜组的系统总焦距，FOV为该放大透镜组的系统总视场角。

Magnifying lens group for virtual reality

A virtual reality with the magnifying lens group, from the object side to the image side along an optical axis in sequence includes an aperture diaphragm, a first lens, a second lens and a third lens. The first lens has a positive flexion force, and the image side of the first lens is a convex face of a convex image side. The second lens with negative refracting power. The third lens with negative refracting power, the third lens of the image side surface is a convex aspheric convex like side and from the optical axis to the non spherical end point has at least one inflection point. Among them, the magnifying lens group to meet the 0.26< f1/f< 0.57<, 0.65; |f2|/f<, 2.29; 0.36< |f3|/f< 0.77 and FOV> 100 degrees, F1 is the first lens focal length, F2 for the second lens focal length, F3 for the third lens focal length, f for the magnifying lens group total focal length FOV, the magnifying lens group total viewing angle.

【技术实现步骤摘要】
虚拟实境用的放大透镜组
本专利技术涉及一种透镜组合，特别是涉及一种虚拟实境用的放大透镜组。
技术介绍
虚拟实境(VirtualReality，VR)是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉等感官的模拟，让使用者感觉仿佛身历其境。头戴式显示器(HeadMountDisplay，HMD)为一种穿戴于使用者头上的影像显示器，以用来提供虚拟实境的视觉感官模拟呈现平台装置。头戴式显示器主要是将一个微小尺寸的显示元件，以眼镜或头盔等形式放置于使用者眼前，且通过一个光学透镜组近距离对使用者眼睛投射该显示元件所显示的影像。然而，上述光学透镜组必须能将上述显示元件的影像放大后，并以一较大视场角对于使用者的眼睛产生较广视角影像投射，尽可能涵盖使用者眼睛的视场角范围，且上述光学透镜组同时须具有良好的成像质量，从而能让投射进使用者眼睛的影像模拟更接近眼睛实际上所接受到的环境影像，以让使用者身历其境的视觉感受能有所提升。经由上述说明可知，如何制作出符合虚拟实境用的头带式显示器所需求的光学透镜组，并持续提升其成像质量，长久以来一直是本领域产、官、学界所热切追求的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有广视场角、能有效校正系统像差及校正系统色差的虚拟实境用的放大透镜组。本专利技术的虚拟实境用的放大透镜组，从物侧至像侧沿一个光轴依序包含一个孔径光栏、一个第一透镜、一个第二透镜，及一个第三透镜。该第一透镜具正屈折力且包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。该第一透镜的该像侧面为凸向像侧的凸面。该第二透镜具负屈折力且包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。该第三透镜具负屈折力且包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。该第三透镜的该像侧面为凸向像侧的非球面凸面且从该光轴至非球面终止点具有至少一个反曲点。其中，该放大透镜组满足0.26&lt;f1/f&lt;0.65、0.57&lt;|f2|/f&lt;2.29、0.36&lt;|f3|/f&lt;0.77及FOV&gt;100°，f1为该第一透镜的焦距，f2为该第二透镜的焦距，f3为该第三透镜的焦距，f为该放大透镜组的系统总焦距，FOV为该放大透镜组的系统总视场角。本专利技术的虚拟实境用的放大透镜组，还满足20&lt;V1-V3&lt;40，V1为该第一个透镜的阿贝数，V3为该第三透镜的阿贝数。本专利技术的虚拟实境用的放大透镜组，还满足20&lt;V2-V3&lt;40，V2为该第二透镜的阿贝数，V3为该第三透镜的阿贝数。本专利技术的有益效果在于：通过该第一透镜具正屈折力及其像侧面为凸面、该第二透镜具负屈折力，且该第三透镜具有负屈折力及其像侧面为凸面的透镜屈折力及面结构配置，且该放大透镜组的各项光学参数间的关系式满足上述条件式时，本专利技术虚拟实境用的放大透镜组能有效校正系统像差，同时达到具有较广系统总视场角的目的。附图说明本专利技术的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：图1是本专利技术虚拟实境用的放大透镜组的一个第一实施例的透镜配置示意图；图2是该第一实施例的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；图3是一个表格图，说明该第一实施例的各透镜的光学数据；图4是一个表格图，说明该第一实施例的各透镜的锥面系数及非球面系数；图5是本专利技术虚拟实境用的放大透镜组的一个第二实施例的透镜配置示意图；图6是该第二实施例的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；图7是一个表格图，说明该第二实施例的各透镜的光学数据；图8是一个表格图，说明该第二实施例的各透镜的锥面系数及非球面系数；图9是本专利技术虚拟实境用的放大透镜组的一个第三实施例的透镜配置示意图；图10是该第三实施例的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；图11是一个表格图，说明该第三实施例的各透镜的光学数据；图12是一个表格图，说明该第三实施例的各透镜的锥面系数及非球面系数；图13是本专利技术虚拟实境用的放大透镜组的一个第四实施例的透镜配置示意图；图14是该第四实施例的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；图15是一个表格图，说明该第四实施例的各透镜的光学数据；图16是一个表格图，说明该第四实施例的各透镜的锥面系数及非球面系数；图17是一个表格图，说明本专利技术虚拟实境用的放大透镜组的该第一实施例至该第四实施例的光学参数。具体实施方式在本专利技术被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。参阅图1，本专利技术虚拟实境用的放大透镜组的一个第一实施例，从物侧至像侧沿一个光轴I依序包含一个孔径光栏10、一个第一透镜1、一个第二透镜2、一个第三透镜3，及一个保护玻璃片4。此外，为了满足产品轻量化的需求，该第一透镜1、该第二透镜2及该第三透镜3皆为塑胶材质所制成，但该第一透镜1、该第二透镜2及该第三透镜3的材质仍不以此为限制。该第一透镜1具有正屈折力且包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面11及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面12。该第一透镜1的该物侧面11为凸向物侧的凸面，该第一透镜1的该像侧面12为凸向像侧的凸面。该第一透镜1的焦距为17.7200mm，该第一透镜1的阿贝数(Abbenumber)为56。该第二透镜2具有负屈折力且包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面21及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面22。该第二透镜2的该物侧面21为凹向物侧的凹面，该第二透镜2的该像侧面22为凸向像侧的凸面。该第二透镜2的焦距为-62.2120mm，该第二透镜2的阿贝数为56。该第三透镜3具有负屈折力且包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面31及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面32。该第三透镜3的该物侧面31为凹向物侧的凹面，该第三透镜3的该像侧面32为凸向像侧的非球面凸面且从该光轴I至非球面终止点具有一个反曲点，但不以此为限，也可视不同凹凸变化而具有两个以上的反曲点。该第三透镜3的焦距为-20.9150mm，该第三透镜3的阿贝数为22.4。该保护玻璃片4不具有屈折力且包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面41及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面42。在本实施例中，一个用于虚拟实境的头戴式显示器的显示萤幕100是设置于该保护玻璃片4的像侧，而使用者的眼睛(图未示)是位于该放大透镜组的物侧，也就是邻近该孔径光栏10。在本实施例中，只有上述透镜具有屈折力。该第一实施例的其他详细光学数据如图3所示，且该第一实施例的该放大透镜组的系统总焦距(effectivefocallength，简称EFL)为35.3578mm，系统总视场角(fieldofview，简称FOV)为125°，系统长度为58.604mm，该孔径光栏10的光圈值(Fno)为4.4。其中，该放大透镜组的系统长度是指由该孔径光栏10到该显示萤幕100在光轴I上间的距离。该第一透镜1、该第二透镜2，及该第三透镜3的物侧面11、21、31及像侧面12、22、32，共计六个面均是非球面，而非球面是依下列公式定义：其中：Y：非球面曲线上的点与光轴I的距离；Z：非球面的深本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟实境用的放大透镜组，从物侧至像侧沿一个光轴依序包含一个第一透镜、一个第二透镜，及一个第三透镜，其特征在于：该放大透镜组包含一个设置于该第一透镜的物侧的孔径光栏；该第一透镜，具正屈折力且包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面，该第一透镜的该像侧面为凸向像侧的凸面；该第二透镜，具负屈折力且包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；该第三透镜，具负屈折力且包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面，该第三透镜的该像侧面为凸向像侧的非球面凸面且从该光轴至非球面终止点具有至少一个反曲点；其中，该放大透镜组满足0.26<f1/f<0.65、0.57<|f2|/f<2.29、0.36<|f3|/f<0.77及FOV>100°，f1为该第一透镜的焦距，f2为该第二透镜的焦距，f3为该第三透镜的焦距，f为该放大透镜组的系统总焦距，FOV为该放大透镜组的系统总视场角。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟实境用的放大透镜组，从物侧至像侧沿一个光轴依序包含一个第一透镜、一个第二透镜，及一个第三透镜，其特征在于：该放大透镜组包含一个设置于该第一透镜的物侧的孔径光栏；该第一透镜，具正屈折力且包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面，该第一透镜的该像侧面为凸向像侧的凸面；该第二透镜，具负屈折力且包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；该第三透镜，具负屈折力且包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面，该第三透镜的该像侧面为凸向像侧的非球面凸面且从该光轴至非球面终止点具有至少一个反曲点；其中，该放大透镜组满足0.26&lt;f1/f&lt;...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世远，
申请(专利权)人：坦前科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71