[实用新型]一种复合式VR透镜系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及VR透镜系统，具体公开了一种复合式VR透镜系统。

背景技术

VR系统的光学部分一般采用屏幕和透镜配合，使用户能够通过透镜看清眼前3-7cm屏幕的影像，VR透镜多采用非球面透镜，非球面透镜的结构如图1的a所示；由于不同地区、不同性别的人群瞳距不相同，为适应不同瞳距的人群，VR透镜的非球面外径需要做的比较大，同时，VR系统具有大视场、短后截距的需求，透镜的焦距通常需要做得比较小，主流的VR透镜焦距都在40mm左右；由于非球面的外径需要做得比较大、焦距需要做得比较小，导致形成的VR透镜厚度比较大，增大整个VR系统的体积。

为降低VR系统的体积，需要进一步降低VR透镜的厚度、体积，现有技术的VR透镜采用菲涅尔透镜，菲涅尔透镜的结构如图1的b所示；菲涅尔透镜相对于非球面透镜，体积和重量降低了40％以上、厚度降低50％以上，但菲涅尔透镜存在锯齿形状，锯齿的非工作面(拔模面)会降低成像的对比度；菲涅尔透镜通过模具加工形成，菲涅尔透镜的加工结构如图2所示，在锯齿的工作面和非工作面之间存在一个R角，最终导致成像出现重影、拖影的问题，如图3的a所示为非球面透镜的成像效果，如图3的b所示为菲涅尔透镜的成像效果。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种复合式VR透镜系统，体积、厚度较小，能够显著减小拖影、重影等杂光的产生，成像质量高。

为解决现有技术问题，本实用新型公开一种复合式VR透镜系统，包括透镜和屏幕，透镜包括第一表面、第二表面两个面，第二表面的光学有效面设有菲涅尔结构部分和非球面结构部分，非球面结构部分对应屏幕中视觉敏感区域设置。

进一步的，第一表面的光学有效面为非球面结构或平面结构。

进一步的，第一表面面向人眼，第二表面面向屏幕。

进一步的，第二表面沿透镜光轴的一侧至少分为两个区域第一轮廓面、第二轮廓面，第一轮廓面为非球面结构部分，第二轮廓面为菲涅尔结构部分。

进一步的，第一轮廓面靠近透镜光轴，第二轮廓面远离透镜光轴。

人眼和屏幕分别位于透镜的两侧，第一表面面向人眼，第二表面面向屏幕，第二表面交替设置有非球面结构部分与菲涅尔结构部分，同时非球面结构部分对应屏幕的视觉敏感区域设置，当屏幕的中心区域为视觉敏感区域，设置非球面结构部分对应屏幕的中心区域，使视觉敏感区域的图像经过非球面结构部分进入人眼，能够有效消除杂光，提高成像质量，同时第二表面设置有菲涅尔结构部分，能够有效降低透镜的体积和厚度。

本实用新型的有益效果为：本实用新型公开一种复合式VR透镜系统，将菲涅尔面结构和非球面结构部分同时应用到透镜的其中一个面上，能够有效降低透镜的厚度，进而降低透镜系统的体积，此外，还能显著减少杂光的产生，提高成像的质量。

附图说明

图1为非球面透镜和菲涅尔透镜的结构示意图。

图2为透镜中形成菲涅尔纹理的加工示意图。

图3为非球面透镜与菲涅尔透镜的成像示意图。

图4为本实用新型的结构示意图。

图5为本实用新型实施例一中透镜的结构示意图。

图6为本实用新型实施例一的光路示意图。

图7为本实用新型实施例一的光学性能示意图。

图8为本实用新型实施例二中透镜的结构示意图。

图9为本实用新型实施例二的光路示意图。

图10为本实用新型实施例二的光学性能示意图。

图11为本实用新型实施例三中透镜的结构示意图。

图12为本实用新型实施例三的光路示意图。

图13为本实用新型实施例三的光学性能示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的特征、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实用新型作进一步详细描述。

参考图1至图13。

本实用新型公开一种复合式VR透镜系统，包括透镜10和屏幕20，透镜10包括第一表面11、第二表面12两个面，第二表面12的光学有效面设有菲涅尔结构部分和非球面结构部分，非球面结构部分对应屏幕20中视觉敏感区域设置，人眼的视觉系统处理视觉敏感度最高的区域只有一个小范围，视觉敏感区域就是指吸引人眼注意力集中的图像区域，视觉敏感区域影响着人对整个图像的质量评价，即使人眼感兴趣程度低的区域的图像质量有所下降，人眼对该区域图像的感知受其影响较小。