[实用新型]一种呈现三维场景的可穿戴虚拟现实头盔的光学镜片结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种屈光度可调的光学镜片设计，尤其涉及一种呈现三维场景的可穿戴虚拟现实头盔的光学镜片结构。

背景技术

虚拟现实技术(Virtual Reality，VR)技术是20世纪80年代提出的一种利用计算机生成的、可交互的、具有沉浸感的视觉虚拟环境，可以按照需要生成多种虚拟环境，广泛应用于城市规划，驾驶培训，室内设计等领域。近年来随着计算机计算能力与各类型传感器的发展，各类型的虚拟现实头盔已出现于市场上，其基本由显示屏或手机以及一对目镜组成，人眼通过目镜可以看到屏幕上放大的图像，传感器感应人头部的变化调整左右屏幕中的图像，使得人眼能看到立体的，具有交互性的视觉图像。

目前市场上应用于虚拟现实头盔的目镜一般是塑料材质的凸透镜，一般焦距在47mm左右，焦距越短，则可视范围越大，且设备越紧凑，给用户带来的沉浸感越好，但由此也会带来边缘图像的模糊与色散程度加重，图像变形严重等问题，因此不能一味的减小焦距。为了解决单镜片带来的畸变和色散的问题，一般的处理方法是将无畸变的图像进行软件预处理，再输入左右屏幕，用以补偿镜片所带来的像差。但这种方法并不能解决边缘图像模糊的问题，且会造成帧率的下降，给用户带来眩晕感。

目前还存在的一个问题是由于近视人群在使用虚拟现实头盔时一般不能佩戴眼镜，一般的解决方法是将显示屏靠近目镜，但这样能调节的近视范围很有限，一般只能调整到400度近视的人群使用，且随着屏幕越靠近目镜，用户可以看到的像素会减少，沉浸感降低。

因此，目镜的结构需要考虑到诸多因素，如近视范围，瞳距范围，瞳孔大小，可接受变形范围，人眼的分辨极限，屏幕的尺寸与分辨率等，现有缺少一种综合考虑权衡好和沉浸感好的目镜镜片。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种呈现三维场景的可穿戴虚拟现实头盔的光学镜片结构，用于可穿戴的虚拟现实头盔，可对屈光度进行调整适应不同的使用人群。

本实用新型为实现上述功能，采用的技术方案是：

本实用新型左眼和右眼的两组镜片结构相同，均包括间隔同轴安装的双凸型正透镜和弯月型负透镜，双凸型正透镜靠近人眼并安装在固定镜框上，弯月型负透镜安装在移动镜框上，固定镜框内壁设有沿透镜轴向的导轨，移动镜框安装到导轨并沿导轨移动；弯月型负透镜正前方设有显示屏，显示屏通过连接框连接到固定镜框的前部，左眼和右眼的两组镜片结构之间通过中间隔板间隔开；双凸型正透镜和弯月型负透镜分别由两种不同材料的光学塑料制成，并且双凸型正透镜和弯月型负透镜前后两侧的光学表面均为非球面，双凸型正透镜和弯月型负透镜形成透镜成像的最大畸变小于15％，且集中于边缘区域，中间视场畸变小于5％。

所述的双凸型正透镜和弯月型负透镜前后两侧的非球面均采用以下公式计算：