虚拟现实光学镜头制造技术

本发明专利技术涉及光学镜头领域，公开了一种虚拟现实光学镜头，所述虚拟现实光学镜头自前侧至后侧依序包含：影像面，具有贴设于所述影像面的后侧的圆起偏器，用于发射光线；第三透镜，其前侧表面上设有部分反射元件；第二透镜；第一透镜，其前侧表面设有复合膜，所述复合膜包括偏振反射膜和四分之一波片，所述偏振反射膜贴设于所述第一透镜的前侧表面，所述四分之一波片贴设于所述偏振反射膜的前侧；光圈，位于所述光学系统的后侧；所述虚拟现实光学镜头的最大可视直径为VD，所述第二透镜的折射率为nd2，所述虚拟现实光学镜头的镜片最大半口径为SDmax，且满足下列关系式：1.80≤nd2；VD≥10.00mm；SDmax≤23.00mm。SDmax≤23.00mm。SDmax≤23.00mm。

【技术实现步骤摘要】
虚拟现实光学镜头


[0001]本专利技术涉及光学镜头领域，特别涉及一种适用于VR设备的虚拟现实光学镜头。

技术介绍

[0002]近年来，随着各种智能设备的兴起，小型化虚拟现实光学镜头的需求日渐提高，且由于感光器件的像素尺寸缩小，再加上现今电子产品以功能佳且轻薄便携的外型为发展趋势，因此，具备良好成像品质的小型化虚拟现实光学镜头俨然成为目前市场上的主流。为获得较佳的成像品质，多采用多片式透镜结构。并且，随着技术的发展以及用户多样化需求的增多，特别是在虚拟现实、增强现实与混合现实等领域的应用快速成长，从用户体验出发，对兼具小体积和优良成像方式的虚拟现实光学镜头的需求十分迫切。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种虚拟现实光学镜头，其具有良好光学性能的同时，满足较小体积、较轻重量的设计要求。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种虚拟现实光学镜头，所述虚拟现实光学镜头自前侧至后侧依序包含：
[0005]影像面，具有贴设于所述影像面的后侧的圆起偏器，用于发射光线；
[0006]第三透镜，其前侧表面上设有部分反射元件；
[0007]第二透镜；
[0008]第一透镜，其前侧表面设有复合膜，所述复合膜包括偏振反射膜和四分之一波片，所述偏振反射膜贴设于所述第一透镜的前侧表面，所述四分之一波片贴设于所述偏振反射膜的前侧；
[0009]光圈，位于所述光学系统的后侧；
[0010]所述虚拟现实光学镜头的最大可视直径为VD，所述第二透镜的折射率为nd2，所述虚拟现实光学镜头的镜片最大半口径为SDmax，且满足下列关系式：
[0011]1.80≤nd2；
[0012]VD≥10.00mm；
[0013]SDmax≤23.00mm。
[0014]优选的，所述第一透镜的后侧面为非球面。
[0015]优选的，所述第二透镜的后侧面和前侧面为球面，所述第三透镜的后侧面和前侧面为非球面。
[0016]优选的，所述虚拟现实光学镜头的视场角为FOV，且满足下列关系式：94.50
°
≤FOV。
[0017]优选的，所述虚拟现实光学镜头的光学总长为TTL，且满足下列关系式：TTL≤19.427mm。
[0018]优选的，所述部分反射元件为半透半反膜。
[0019]优选的，所述半透半反膜的反射率和透过率均为50％。
[0020]优选的，所述偏振反射膜的反射率≥95％。
[0021]优选的，所述虚拟现实光学镜头的光学畸变≤28.4％。
[0022]优选的，所述虚拟现实光学镜头的色差为ΔE，满足|ΔE|≤57μm。
[0023]优选的，所述虚拟现实光学镜头的焦距为f，所述虚拟现实光学镜头的光学总长为TTL，且满足下列关系式：TTL/f≤0.79。
[0024]优选的，所述影像面为显示器，尺寸为2.1英寸。
[0025]本专利技术的有益效果在于：根据本专利技术的虚拟现实光学镜头具有良好的光学性能，且具有较小体积、较轻重量的的特性。通过在第三透镜的前侧表面上设有部分反射元件，并在第一透镜上设置依次包括偏振反射膜和四分之一波片的复合膜，实现三片透镜光路折叠结构，并控制透镜的半口径，减小光学系统的体积，增加了设计的自由度，能得到更高的性能，从而提高成像品质；最大可视直径大于等于10.00毫米，使用户不需要繁琐的调整即可得到最佳显示效果，兼具了小体积和高成像性能。同时，通过高折射率材料和低折射率材料的组合，使用了一片高折射率玻璃来降低色差。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
[0027]图1是本专利技术第一实施方式的虚拟现实光学镜头的结构示意图；
[0028]图2是图1所示虚拟现实光学镜头的点列图；
[0029]图3是图1所示虚拟现实光学镜头的倍率色差示意图；
[0030]图4是图1所示虚拟现实光学镜头的场曲及畸变示意图；
[0031]图5是图1所示虚拟现实光学镜头的包含膜层结构的示意图；
[0032]图6是本专利技术第二实施方式的虚拟现实光学镜头的结构示意图；
[0033]图7是图6所示虚拟现实光学镜头的点列图；
[0034]图8是图6所示虚拟现实光学镜头的倍率色差示意图；
[0035]图9是图6所示虚拟现实光学镜头的场曲及畸变示意图；
[0036]图10是图6所示虚拟现实光学镜头的包含膜层结构的示意图；
[0037]图11是本专利技术对比实施方式的虚拟现实光学镜头的结构示意图；
[0038]图12是图11所示虚拟现实光学镜头的点列图；
[0039]图13是图11所示虚拟现实光学镜头的倍率色差示意图；
[0040]图14是图11所示虚拟现实光学镜头的场曲及畸变示意图；
[0041]图15是图11所示虚拟现实光学镜头的包含膜层结构的示意图。
具体实施方式
[0042]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，
为了使读者更好地理解本专利技术而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本专利技术所要求保护的技术方案。
[0043](第一实施方式)
[0044]参考附图1和图5，本专利技术提供了一种虚拟现实光学镜头10。具体的，所述虚拟现实光学镜头10由前侧至后侧依次包含：影像面11、圆起偏器12、部分反射元件13、第三透镜14、第二透镜15、四分之一波片16、偏振反射膜17、第一透镜18、光圈19。
[0045]影像面11，发射光线，影像面11具有贴设于所述影像面11的后侧的圆起偏器12，本实施方式中，影响面11为显示器，尺寸为2.1英寸，显示器发出的光线经圆起偏器12后，形成左旋圆偏振光LCP。
[0046]第三透镜14的前侧表面141上设有部分反射元件13，一部分光线被反射，一部分光线入射至第三透镜14，此时光线为左旋圆偏振光LCP。
[0047]入射至第三透镜14的左旋圆偏振光LCP经第三透镜14折射后出射至第二透镜15，且经第二透镜15折射后出射至所述第一透镜18。
[0048]第一透镜18的前侧表面181上设有复合膜，所述复合膜包括偏振反射膜17和四分之一波片16，所述偏振反射膜17贴设于所述第一透镜18的前侧表面181，所述四分之一波片16贴设于所述偏振反射膜17的前侧，左旋圆偏振光LCP第一次经过四分之一波片16后转变成线偏振S光，随后在偏振反射膜17处又被反射至四分之一波片16，此时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实光学镜头，其特征在于，自前侧至后侧依序包含：影像面，具有贴设于所述影像面的后侧的圆起偏器，用于发射光线；第三透镜，其前侧表面上设有部分反射元件；第二透镜；第一透镜，其前侧表面设有复合膜，所述复合膜包括偏振反射膜和四分之一波片，所述偏振反射膜贴设于所述第一透镜的前侧表面，所述四分之一波片贴设于所述偏振反射膜的前侧；光圈，位于所述光学系统的后侧；所述虚拟现实光学镜头的最大可视直径为VD，所述第二透镜的折射率为nd2，所述虚拟现实光学镜头的镜片最大半口径为SDmax，且满足下列关系式：1.80≤nd2；VD≥10.00mm；SDmax≤23.00mm。2.根据权利要求1所述的虚拟现实光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的后侧面为非球面。3.根据权利要求1所述的虚拟现实光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的后侧面和前侧面为球面，所述第三透镜的后侧面和前侧面为非球面。4.根据权利要求1所述的虚拟现实光学镜头，其特征在于，所述虚拟现实光学镜头的视场角为FOV，且满足下列关系式：94.50
°...

【专利技术属性】
技术研发人员：史秀婷，
申请(专利权)人：辰瑞光学常州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：