一种可调焦的VR透镜系统技术方案

本实用新型专利技术系提供一种可调焦的VR透镜系统，包括设备框架，设备框架内固定有屏幕、第一透镜，屏幕位于第一透镜的入瞳侧；第一透镜包括光学基座，光学基座的一侧固定有可调折射结构，可调折射结构包括弹性薄膜，弹性薄膜内填充有流体。本实用新型专利技术设置可调焦的透镜结构，能够通过调节透镜的曲率半径来调节整体VR透镜系统的焦距，进而调节虚像的位置，以满足不同人眼的需求，同时VR透镜系统的结构简单、重量小、体积小，符合小型、轻盈的设计要求。 1

【技术实现步骤摘要】
一种可调焦的VR透镜系统
本技术涉及VR透镜系统，具体公开了一种可调焦的VR透镜系统。
技术介绍
VR(VirtualReality，虚拟现实)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多元信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。最常见的VR技术是通过屏幕作为载体展现一个虚拟的像在人眼前面，通过光学镜片来观察这个虚拟的像，屏幕上不同像高的发光点，通过镜片后形成与光轴呈一定角度的平行光，该平行光被人眼接收后在视网膜上形成像点被人眼观察到。当下信息化社会中，近视眼和远视眼的人越来越多，因为不同的内外因素，导致每个人的睫状肌的调节能力都不同，但近视眼或远视眼的人在使用VR透镜系统的时候并不希望佩戴眼镜，这种情况下，解决办法是调节VR透镜系统中虚像的位置，以满足不同人眼的需求。而现有技术中，调节虚像的位置往往需要通过移动屏幕或镜片来实现，但这种方式会导致VR透镜系统的结构复杂、重量增加和体积增大，不利于当下对VR透镜系统小型、轻盈设计要求。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种可调焦的VR透镜系统，在不增加VR透镜系统的体积和重量的情况下，能够通过调节透镜的曲率进而调节虚像的位置，以满足不同人眼的需求。为解决现有技术问题，本技术公开一种可调焦的VR透镜系统，包括设备框架，设备框架内固定有屏幕、第一透镜，屏幕位于第一透镜的入瞳侧；第一透镜包括光学基座，光学基座的一侧固定有可调折射结构，可调折射结构包括弹性薄膜，弹性薄膜内填充有流体。进一步的，光学基座的两面均为平面。进一步的，光学基座为透明塑料基座。进一步的，设备框架内还固定有不变透镜组。进一步的，不变透镜组位于第一透镜和屏幕之间。进一步的，不变透镜组包括第二透镜和第三透镜。进一步的，第二透镜为凸透镜，第三透镜为凹透镜。本技术的有益效果为：本技术公开一种可调焦的VR透镜系统，设置可调焦的透镜结构，能够通过调节透镜的曲率半径来调节整体VR透镜系统的焦距，进而调节虚像的位置，以满足不同人眼的需求，同时VR透镜系统的结构简单、重量小、体积小，符合小型、轻盈的设计要求。附图说明图1为本技术实施例一的结构示意图。图2为本技术实施例二的结构示意图。图3为本技术实施例一的光学性能示意图。图4为本技术实施例二的光学性能示意图。附图标记为：设备框架10、屏幕11、第一透镜20、光学基座21、可调折射结构22、弹性薄膜221、流体222、不变透镜组30、第二透镜31、第三透镜32。具体实施方式为能进一步了解本技术的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述。参考图1至图4。本技术公开了一种可调焦的VR透镜系统，包括设备框架10，设备框架10内固定有屏幕11、第一透镜20，屏幕11位于第一透镜20的入瞳侧，人眼从第一透镜20的出瞳侧观察；第一透镜20包括光学基座21，光学基座21可以为凸透镜、凹透镜或平面透镜，光学基座21的一侧固定有可调折射结构22，优选地，可调折射结构22位于靠近屏幕11的一侧，可调折射结构22包括弹性薄膜221，优选地，弹性薄膜221为PDMS(polydimethysiloxane，聚二甲基硅氧烷)，PDMS具有光学透明、惰性等特质，弹性薄膜221内填充有流体222，优选地，流体222由导电的水溶液和不导电的矽酮油组成。通过调节流体222能够改变可调折射结构22的曲率半径，从而改变可调折射结构22的折射效果，从而调节第一透镜20的焦距，以匹配不同人眼的需求。本技术设置可调焦的透镜结构，能够通过调节透镜的曲率半径来调节整体VR透镜系统的焦距，进而调节虚像的位置，以满足不同人眼的需求，同时VR透镜系统的结构简单、重量小、体积小，符合小型、轻盈的设计要求。为降低制造成本，光学基座21为透明塑料基座，能够有效降低成本，且提高光学基座21的耐久性。实施例一，如图1所示，基于上述的基础，光学基座21的两面均为平面，即光学基座21为平面透镜，能够进一步降低VR透镜系统的体积、简化结构，同时平面透镜的光学基座21能够有效为可调折射结构22提供一个稳定易控光学基础。表1，实施例一的设计参数表2，实施例一的非球面设计参数根据表1、表2的参数设计VR透镜系统，该VR透镜系统适应于正常人眼，成像的光学性能参考图3，图3中左侧曲线为场曲曲线、右侧曲线为畸变曲线，场曲是像场弯曲的简称，是物平面形成曲面像的一种像差，畸变是垂向(横向)放大率随视场的增大而变化所引起一种失去物像相似的像差，场曲曲线的横坐标为离焦量、纵坐标为像高，畸变曲线的横坐标为畸变量、纵坐标为像高。本实施例结构简单，制造成本较低。当使用者为200度近视眼时，需要调节虚像距离到-200mm，调节第一透镜20中的流体222，从而改变可调折射结构22的曲率半径至-34.26，使虚像距离被调节了-200mm适应该使用者的人眼。实施例二，如图2所示，基于实施例一，设备框架10内还固定有不变透镜组30，能够进一步提高VR透镜系统的光学调节精度，且成本较低，不变透镜组30位于第一透镜20和屏幕11之间，不变透镜组30包括第二透镜31和第三透镜32，第二透镜31为凸透镜，第三透镜32为凹透镜。表3，实施例二的设计参数表4，实施例二的非球面设计参数根据表3、表4的参数设计VR透镜系统，该VR透镜系统适应于正常人眼，成像的光学性能参考图4，图4中左侧曲线为场曲曲线、右侧曲线为畸变曲线，场曲是像场弯曲的简称，是物平面形成曲面像的一种像差，畸变是垂向(横向)放大率随视场的增大而变化所引起一种失去物像相似的像差，场曲曲线的横坐标为离焦量、纵坐标为像高，畸变曲线的横坐标为畸变量、纵坐标为像高。本实施例结构简单，制造成本较低。当使用者为200度近视眼时，需要调节虚像距离到-200mm，调节第一透镜20中的流体222，从而改变可调折射结构22的曲率半径至-24.66，使虚像距离被调节了-200mm适应该使用者的人眼。以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调焦的VR透镜系统，其特征在于，包括设备框架(10)，所述设备框架(10)内固

【技术特征摘要】
1.一种可调焦的VR透镜系统，其特征在于，包括设备框架(10)，所述设备框架(10)内固定有屏幕(11)、第一透镜(20)，所述屏幕(11)位于所述第一透镜(20)的入瞳侧；所述第一透镜(20)包括光学基座(21)，所述光学基座(21)的一侧固定有可调折射结构(22)，所述可调折射结构(22)包括弹性薄膜(221)，所述弹性薄膜(221)内填充有流体(222)。2.根据权利要求1所述的一种可调焦的VR透镜系统，其特征在于，所述光学基座(21)的两面均为平面。3.根据权利要求1所述的一种可调焦的VR透镜系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵烈烽，南基学，
申请(专利权)人：广东烨嘉光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44