[发明专利]一种镜头模组

说明书

本发明提出了一种镜头模组，用于设置在人眼瞳孔(STO)和屏幕(IMA)之间，屏幕(IMA)用于显示虚拟现实画面；镜头模组包括沿人眼瞳孔(STO)到屏幕(IMA)的方向上依次设置的新月透镜(L1)以及由双凸透镜(L2)和双凹透镜(L3)组成的透镜群；新月透镜(L1)的凹面朝向人眼瞳孔(STO)；新月透镜(L1)的光焦度为正，双凸透镜(L2)的光焦度为正，双凹透镜(L3)的光焦度为负；新月透镜(L1)和双凹透镜(L3)均为非球面镜。本发明的镜头模组设计巧妙，实用性强。

技术领域

本发明涉及虚拟现实领域，尤其涉及一种镜头模组。

背景技术

自2014年Facebook以20亿美元收购Oculus以来，全球的科技巨头纷纷投入到VR领域，掀起了VR商业化、普及化的浪潮，国际上有Oculus、Coogle、SONY、HTC、三星、微软等巨头的入局，国内暴风科技、乐视、爱奇艺、腾讯、华为等公司也宣布进入VR领域。虚拟现实技术当下处于大爆发和快速发展时期，无论是国际峰会，还是国内的双创周、中国科技第一展的高交会，虚拟现实技术都是这两年大热的话题。

VR平台作为继PC、移动互联网之后的新的通用计算平台，以优越的沉浸感、自然友好的交互和广阔的应用前景为人们打开了通往虚拟世界的大门，VR的应用十分广泛，不仅局限于游戏，还可以延伸到其他的领域，包括通讯、媒体和娱乐、教育等方面，能够改变甚至颠覆人们的工作、娱乐和交流的方式。

虽然VR技术目前还没有非常成熟，但已经可以对VR初期的产品进行体验，视场角、分辨率、延迟等参数对体验效果有直接的影响。从最初入门级的Google Cardboard到三星Gear、HTC VIVE，VR产品的性能不断提升，功能越来越强大，最新一代正式版Oculus Rift的分辨率为2160×1200像素(两个屏幕)，视场角110°，刷新率90Hz，新发布的3glasses蓝珀s1分辨率2880*1440(两个屏幕)，视场角110°，最高刷新率120Hz，以上是产品的物理参数。可以发现目前VR产品的视场角一般介于90°-110°，并且由于VR眼镜在光学结构上采用单片式镜片比较多，能够用来优化的参数极其有限，在满足清晰度要求的情况下，视场角无法加大，此外大视场像差未能得到有效矫正，导致成像性能表现欠佳，一般中心成像清晰，周边不良甚至模糊，直接影响体验效果。

发明内容

本发明针对现有VR眼镜在光学结构上采用单片式镜片比较多，能够用来优化的参数极其有限，在满足清晰度要求的情况下，视场角无法加大，此外大视场像差未能得到有效矫正，导致成像性能表现欠佳，一般中心成像清晰，周边不良甚至模糊，直接影响体验效果的问题，提出了一种镜头模组。

本发明就该技术问题而提出的技术方案如下：

本发明提出了一种镜头模组，用于设置在人眼瞳孔和屏幕之间，屏幕用于显示虚拟现实画面；镜头模组包括沿人眼瞳孔到屏幕的方向上依次设置的新月透镜以及由双凸透镜和双凹透镜组成的透镜群；新月透镜的凹面朝向人眼瞳孔；新月透镜的光焦度为正，双凸透镜的光焦度为正，双凹透镜的光焦度为负；新月透镜和双凹透镜均为非球面镜。

本发明上述的镜头模组中，双凸透镜和双凹透镜沿人眼瞳孔到屏幕的方向上依次设置。

本发明上述的镜头模组中，双凸透镜和双凹透镜沿屏幕到人眼瞳孔的方向上依次设置。

本发明上述的镜头模组中，新月透镜和双凹透镜满足下列关系式：-1.69f1/f3-1.15，其中，f1为新月透镜的焦距，f3为双凹透镜的焦距。

本发明上述的镜头模组中，双凸透镜与双凹透镜满足关系式：-2.90f2/f3-1.92，其中，f2为双凸透镜的焦距，f3为双凹透镜的焦距。

本发明上述的镜头模组中，新月透镜和双凹透镜分别满足以下非球面公式：

其中，r为光学表面上一点到光轴的距离；