[发明专利]一种虚拟现实设备的透镜优化方法和装置

说明书

本发明实施例公开了一种虚拟现实设备的透镜优化方法和装置。该虚拟现实设备的透镜优化方法包括：设置采用透镜进行成像的优化目标和优化变量；通过优化变量对物点经透镜的成像进行优化处理，获取到成像结果符合优化目标的透镜参数值；物点经透镜成像的像面为像散小于预设阈值的像面。本发明实施例实现了透镜的高质量成像效果，由于仅采用一片透镜，同时兼容了便携性和低成本等优势。

技术领域

本申请涉及但不限于光学透镜技术领域，尤指一种虚拟现实设备的透镜优化方法和装置。

背景技术

随着计算机技术的不断发展，虚拟现实(Virtual Reality，简称为：VR)设备成为人们生活娱乐的一种重要工具。VR设备中透镜的形态和成像效果成为影响VR设备显示效果的主要器件之一。

现有的VR设备中通常使用的透镜包括三片式、两片式和单片式透镜。其中，三片式组合透镜的成本较高，并且在实际应用当中出于佩戴到人脸上时必须考虑重量和体积的原因，几乎不能应用于实际；两片式透镜的重量和体积虽然相比于三片式透镜有所改善，但是透镜形态比较特殊，难以加工成型且会增加组装难度；单片式透镜是目前商业应用中的主流设计，可以同时兼顾低重量、小体积和低成本等优势。透镜的设计目标为尽可能的减少成像时的像差，现有VR设备的单片式透镜，例如采用菲涅尔透镜的设计方案，在该方案中，主要校正像差中的场曲和彗差，球差不能完全校正，并且菲涅尔透镜并没有解决场曲、像散等的设计优化问题，使得透镜的成像质量较低，难以达到用户的需求。

综上所述，现有VR设备中的透镜，难以兼容较高的成像质量、便携性和低成本等优势。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种虚拟现实设备的透镜优化方法和装置，基于人眼的视觉特性对VR设备的透镜进行优化，优化后得到的透镜可以满足对各种像差尽可能小的需求，实现了透镜的高质量成像效果，由于仅采用一片透镜，同时兼容了便携性和低成本等优势。

本发明实施例提供一种虚拟现实设备的透镜优化方法，包括：

设置采用透镜进行成像的优化目标和优化变量；

通过所述优化变量对物点经所述透镜的成像进行优化处理，获取到成像结果符合所述优化目标的透镜参数值；所述物点经所述透镜成像的像面为像散为零时的像面。

可选地，如上所述的方法中，所述设置采用透镜进行成像的优化目标和优化变量之前，所述方法还包括：

确定待成像物点对应的多个视场；

所述通过所述优化变量对物点经所述透镜的成像进行优化处理，包括：

通过所述优化变量对每个所述视场下的物点经所述透镜的成像进行优化处理。

可选地，如上所述的方法中，所述通过所述优化变量对物点经所述透镜的成像进行优化处理，包括：

根据所述优化目标和所述优化变量生成目标函数；

确定所述优化变量的初始值；

根据所述初始值和所述目标函数获取所述物点经所述透镜的成像结果；

根据所述成像结果与所述优化目标的对比，调整所述初始值，并根据调整后的优化变量值和所述目标函数获取所述物点经所述透镜的成像结果，直到获取到成像结果符合所述优化目标的透镜参数值。

可选地，如上所述的方法中，所述优化目标包括：

所述物点经所述透镜成像在所述像面上的光斑符合第一预设条件；

所述物点经所述透镜成像的像差符合第二预设条件。

可选地，如上所述的方法中，所述物点的光线包括红光、绿光和蓝光；