一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储介质技术方案

本发明专利技术涉及VR技术领域，尤其涉及一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储存储介质。包括显示模块、第一透镜、第二透镜；其中，第一透镜、第二透镜、显示模块依次重叠于用户的眼部前；第一透镜包括四分之一波片、反射膜、分光膜；反射膜和分光膜分别设于四分之一波片的一面，反射膜朝向用户的眼部；当显示模块发出显示光线后转换为圆偏振态光，圆偏振态光携带图像信息经过第二透镜到达第一透镜，第一透镜的分光膜将部分的圆偏振态光透过，透过分光膜的圆偏振态光经四分之一波片转换为线偏振光，反射膜透过平行于反射膜的入射平面的偏振态为p态的线偏振光，进入用户的眼部根据携带的图像信息呈现虚拟环境。提供了一种轻薄且画质清晰的VR眼镜。的VR眼镜。的VR眼镜。

【技术实现步骤摘要】
一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储介质


[0001]本专利技术涉及VR
，尤其涉及一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储存储介质。

技术介绍

[0002]VR虚拟现实技术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虚拟环境，是一种多源信息融合、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，目前的虚拟现实(Virtual Reality)技术是通过视觉、听觉、触觉等方面的数字信息来生成一体化的虚拟环境，从而具有沉浸式、交互性、多感知性的特点。随着VR虚拟现实技术迎来其快速膨胀的发展期，以及随着对VR产品的要求也越来越高，用户需要一台画面清晰细腻，视场范围大的VR眼镜来满足日益增长的显示雪球，在现有技术中已有的产品为菲涅尔透镜式的VR眼镜，但是该菲涅尔透镜式的VR眼镜的体积较大，并且清晰度不高，已经难以满足消费者对VR眼镜轻薄且画质清晰的需求了。
[0003]综上所述，本专利技术实际解决的技术问题是如何提供一种轻薄且画质清晰的VR眼镜。

技术实现思路

[0004]为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储存储介质，提供了一种轻薄且画质清晰的VR眼镜。
[0005]本专利技术公开了一种VR眼镜的光学系统，包括显示模块、第一透镜、第二透镜；其中，
[0006]第一透镜、第二透镜、显示模块依次重叠于用户的眼部前；
[0007]第一透镜包括四分之一波片、反射膜、分光膜；反射膜和分光膜分别设于四分之一波片的一面，且反射膜朝向用户的眼部；
[0008]当显示模块发出显示光线后转换为圆偏振态光，圆偏振态光携带图像信息经过第二透镜到达第一透镜时，第一透镜的分光膜将部分的圆偏振态光透过，未透过分光膜的圆偏振态光被分光镜反射后脱离成像光路，透过分光膜的圆偏振态光经四分之一波片转换为线偏振光，线偏振光包括偏振态包括s、p态，反射膜透过平行于反射膜的入射平面的偏振态为p态的线偏振光，并进入用户的眼部根据携带的图像信息呈现虚拟环境。、
[0009]优选地，反射膜反射垂直于反射膜的入射平面的偏振态为s态的线偏振光，并经四分之一波片后将偏振态为s态的线偏振光转换为圆偏振光到达分光膜上，分光膜将部分圆偏振光透过，另一部分未透过分光膜的部分圆偏振光经分光膜反射后再次经四分之一波片将反射的圆偏振光转换为线偏振光，经反射膜再次反射的圆偏振光并经四分之一波片转换为线偏振光的偏振方向基准方向旋转90
°
后偏振态转换为p态的线偏振光。
[0010]优选地，光学系统包括第一光学区域和第二光学区域；
[0011]第一透镜和第二透镜分别包括第一透镜轴和第二透镜轴及第一透镜外径和第二透镜外径；其中，
[0012]第一透镜外径上设有连接第一透镜轴的第一透镜外径的第一内径周，第二透镜外径上设有连接第二透镜轴的第二透镜外径的第二内径周；
[0013]当第一透镜轴和第二透镜轴的外径分别连接在第一透镜外径和第二透镜外径的第一内径周和第二内径周上后，第一透镜轴和第二透镜轴分别在第一光学区域，第一透镜外径和第二透镜外径分别在第二光学区域。
[0014]优选地，第二透镜轴包括第一表面和第二表面，第二透镜外径包括第三表面和第四表面，且第二透镜轴和第二透镜外径的的第一表面和第三表面朝向第一透镜，第二表面和第四表面朝向显示模块，且第一表面的半径小于10mm，且第一表面为平面、球面或非球面，且第三表面的曲率半径为R，且丨R丨＞200；
[0015]第三表面的表面为非球面或自由曲面。
[0016]优选地，显示模块包括微型发光二极管显示器、有机发光半导体显示器、液晶显示器中的任意一种。
[0017]优选地，显示模块的显示光线的波长为400nm
‑
1000nm。
[0018]优选地，分光膜的反射率为35％
‑
65％，透过率为65％
‑
35％；反射膜的反射率为75％
‑
100％，透过率为75％
‑
100％。
[0019]有鉴于此，本专利技术的目的之二在于提供一种运用于上述系统的方法，包括步骤：
[0020]基于显示模块生成显示光线，且显示模块发出显示光线后转换为圆偏振态光；
[0021]第二透镜透过圆偏振态光使圆偏振态光到达第一透镜的分光膜上；
[0022]分光膜将部分圆偏振态光透过分光膜，未透过分光膜的圆偏振态光被分光膜反射后脱离成像光路；
[0023]根据透过分光膜的圆偏振态光经过四分之一波片后转换为线偏振光；
[0024]通过反射膜透过平行于反射膜的入射平面的偏振态为p态的线偏振光，并进入用户的眼部根据透过反射膜的偏振态为p态的线偏振光携带的图像信息呈现虚拟环境。
[0025]有鉴于此，本专利技术的目的之三在于提供一种VR眼镜，该VR眼镜上至少设有一个如上所述的光学系统。
[0026]有鉴于此，本专利技术的目的之四在于提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
[0027]采用了上述技术方案后，与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于提供了一种轻薄且画质清晰的VR眼镜，VR眼镜的单目视场角超过90
°
，提供足够大的沉浸感，另外提供的VR眼镜仅有菲涅尔式VR光学系统的三分之一左右，因此体积小，用户的佩戴舒适度较高，并且采用组合面型将中间视场和边缘视场分离，各自设置面型来校正像差，中间视场和边缘视场及上述的第一透镜轴、第二透镜轴和第一透镜外径和第二透镜外径，在优化边缘大视场的像差时可以不受整体面型的限制，有效提升大视场的像差校正能力。
附图说明
[0028]图1为本专利技术一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储存储介质的流程示意图；
[0029]图2为本专利技术一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储存储介质的示意图；
[0030]图3为本专利技术一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储存储介质的第二透镜
的第一表面和第三表面的示意图；
[0031]图4为本专利技术一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储存储介质的第二透镜的示意图；
[0032]图5为本专利技术一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储存储介质的第一透镜的示意图；
[0033]图6为本专利技术一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储存储介质的第一透镜的第一透镜轴和第一透镜外径的示意图；
[0034]图7为本专利技术一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储存储介质的第一透镜的第一透镜轴和第一透镜外径的示意图；
[0035]图8为本专利技术一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储存储介质的示意图；
[0036]图9为本专利技术一种VR眼镜的光学系统、方法和VR眼镜及存储存储介质的第一透镜轴和第一透镜外径或第二透镜轴和第二透镜外径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VR眼镜的光学系统，其特征在于，包括显示模块、第一透镜、第二透镜；其中，所述第一透镜、第二透镜、显示模块依次重叠于用户的眼部前；所述第一透镜包括四分之一波片、反射膜、分光膜；所述反射膜和所述分光膜分别设于所述四分之一波片的一面，且所述反射膜朝向所述用户的眼部；当所述显示模块发出显示光线后转换为圆偏振态光，所述圆偏振态光携带图像信息经过所述第二透镜到达第一透镜时，所述第一透镜的分光膜将部分的所述圆偏振态光透过，未透过所述分光膜的所述圆偏振态光被所述分光镜反射后脱离成像光路，透过所述分光膜的所述圆偏振态光经所述四分之一波片转换为线偏振光，所述线偏振光包括偏振态包括s、p态，所述反射膜透过平行于所述反射膜的入射平面的偏振态为p态的线偏振光，并进入所述用户的眼部根据携带的图像信息呈现虚拟环境。2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述反射膜反射垂直于所述反射膜的入射平面的偏振态为s态的所述线偏振光，并经所述四分之一波片后将所述偏振态为s态的所述线偏振光转换为圆偏振光到达所述分光膜上，所述分光膜将部分圆偏振光透过，另一部分未透过所述分光膜的部分所述圆偏振光经所述分光膜反射后再次经所述四分之一波片将反射的所述圆偏振光转换为线偏振光，经所述反射膜再次反射的圆偏振光并经所述四分之一波片转换为线偏振光的偏振方向基准方向旋转90
°
后偏振态转换为p态的线偏振光。3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统包括第一光学区域和第二光学区域；所述第一透镜和所述第二透镜分别包括第一透镜轴和第二透镜轴及第一透镜外径和第二透镜外径；其中，所述第一透镜外径上设有连接第一透镜轴的第一透镜外径的第一内径周，所述第二透镜外径上设有连接第二透镜轴的第二透镜外径的第二内径周；当所述第一透镜轴和所述第二透镜轴的外径分别连接在所述第一透镜外径和第二透镜外径的第一内径周和第二内径周上后，所述第一透镜轴和所述第二透镜轴分别在所述第一光学区域，所述第一透镜外径和所述第二透镜外径分别在所述第二光学区域。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：周鑫，梁海亮，舒新炜，
申请(专利权)人：南昌黑鲨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：