[发明专利]一种用于虚拟现实设备的成像光学装置

说明书

本发明提供了一种用于虚拟现实设备的成像光学装置，包括组合式光学系统和光显示屏，所述光显示屏上的图像经组合式光学系统成放大的虚像，再由位于组合式光学系统另一侧孔径光阑处的人眼所观察；所述组合式光学系统从孔径光阑起向着光显示屏方向依次包括非球面弯月镜、非球面双凸透镜和非球面双凹透镜；所述组合式光学系统的非球面弯月镜向着孔径光阑的方向弯曲。本技术大大提高了虚拟现实设备的光学成像装置的光学分辨率，分辨可达到每毫米30线对以上（30LP/MM），图像色差和畸变小，大大提高了人们在体验虚拟现实设备时视觉舒适感和沉浸感，提高了人们体验满足感。

技术领域

本发明涉及虚拟现实设备领域，特别是涉及一种用于虚拟现实设备的成像光学装置。

背景技术

现有的用于虚拟现实设备的光学成像装置大都采用一片非球面镜片或一片菲涅尔镜片对光显示屏上图像进行虚拟放大后成像。现有的用于虚拟现实设备的光学成像装置最大的不足就是光学分辨率低，通常只能分辨每毫米几个线对(LP/MM)；图像畸变大，边沿视场通常超过20％；色差太大，图像边沿呈现彩带。人们在体验时总感觉图像清晰度不够，色差太大，图像边沿呈现彩带，体验久了后会有眼胀头晕的感觉。虽然图像畸变可以通过反畸变算法进行图像处理校正，但过大的畸变会增加反畸变算法图像处理的难度，同时也会占用运算单元更多的资源，增加成本。

发明内容

为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种用于虚拟现实设备的成像光学装置，包括组合式光学系统和光显示屏，所述光显示屏上的图像经组合式光学系统成放大的虚像，再由位于组合式光学系统另一侧孔径光阑处的人眼所观察；所述组合式光学系统从孔径光阑起向着光显示屏方向依次包括非球面弯月镜、非球面双凸透镜和非球面双凹透镜；所述组合式光学系统的非球面弯月镜向着孔径光阑的方向弯曲。

作为本发明的进一步改进，所述组合式光学系统的中每片非球面镜片的两面均为非球面。

作为本发明的进一步改进，所述非球面弯月镜的优化的面形矢高数据表如下：

以上数据的误差允许范围是正负百分之五。

作为本发明的进一步改进，所述非球面双凸透镜的优化的面形矢高数据表如下：

以上数据的误差允许范围是正负百分之五。

作为本发明的进一步改进，所述非球面双凹透镜的优化的面形矢高数据表如下：

作为本发明的进一步改进，所述光显示屏为液晶显示屏为2.89英寸液晶显示屏。

本发明的有益效果是：

本申请的一种用于虚拟现实设备的光学成像装置，采用多片镜片的组合式光学成像装置，其中的镜片采用不同材料的非球面设计和成型。本技术大大提高了虚拟现实设备的光学成像装置的光学分辨率，分辨可达到每毫米30线对以上(30LP/MM)，图像色差和畸变小，大大提高了人们在体验虚拟现实设备时视觉舒适感和沉浸感，提高了人们体验满足感。

附图说明

图1为本发明用于虚拟现实设备的成像光学装置示意图；

图2为本发明组合式光学系统示意图；

图3为本发明成像光学装置的中心(0视场)分辨率示意图；

图4为本发明成像光学装置的17.5mm(0.7视场)分辨率示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。