[发明专利]一种近眼型虚拟现实光学模组

说明书

本发明公开了一种近眼型虚拟现实光学模组，包括沿光线传播方向依次设置的显示像源、第一透镜、第二透镜、第三透镜和孔径光阑，各透镜均为塑料非球面透镜，其中：第一透镜，入光面为凸面，出射面为凹面，且第一透镜的入光面镀有半透半反膜；第二透镜，入光面为凸面，出射面为凸面；第三透镜，入光面为平面，出射面为凸面，且第三透镜的入光面还设有膜层组件，膜层组件包括沿光线传播方向依次设置的抗反射膜、四分之一波片、反射式偏振膜和偏振膜；并合理设置各透镜的焦距。该装置可实现大视场角、高分辨率和小型轻量化，并具有调焦功能，适用范围广，客户佩戴舒适性和沉浸体验感好。

技术领域

本发明属于成像技术领域，具体涉及一种近眼型虚拟现实光学模组。

背景技术

虚拟现实技术是一种通过光学模组组件将图像信息呈现在人眼前，并通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象，这些现象可以是现实中真真切切的物体，也可以是人们肉眼所看不到的物质，通过三维模型表现出来，为计算机技术模拟出来的现实中的世界。近年来随着人工智能、算法等技术的发展，虚拟现实产业正迎来新机遇，且随着元宇宙概念的提出，更加激发了虚拟现实产业在消费市场的需求。鉴于人们对虚拟现实系统中的要求越来越高，光学模组作为虚拟现实系统的核心器件，其性能的提升显得更加重要。

目前市场上所见的光学模组主要采用菲涅尔透镜组或双曲面多透镜组，性能上具有边缘成像清晰度差、视场角相对较小的缺点，且体积大、重量大，因此，会严重影响客户佩戴舒适性和实际沉浸体验感。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提出一种近眼型虚拟现实光学模组，可实现大视场角、高分辨率和小型轻量化，并具有调焦功能，适用范围广，客户佩戴舒适性和沉浸体验感好。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

本发明提出的一种近眼型虚拟现实光学模组，由沿光线传播方向依次设置的显示像源、第一透镜、第二透镜、第三透镜和孔径光阑组成，各透镜均为塑料非球面透镜，其中：

第一透镜，入光面为凸面，出射面为凹面，且第一透镜的入光面镀有半透半反膜；

第二透镜，入光面为凸面，出射面为凸面；

第三透镜，入光面为平面，出射面为凸面，且第三透镜的入光面还设有膜层组件，膜层组件包括沿光线传播方向依次设置的抗反射膜、四分之一波片、反射式偏振膜和偏振膜；

近眼型虚拟现实光学模组还满足如下条件：

92mmf3115mm，80mmf2100mm

其中，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距。

优选地，显示像源为Micro LED、OLED、LCD、LCOS其中一种。

优选地，各透镜的非球面面型满足如下公式：

其中，z为矢高，Y为透镜中心高度，k为圆锥系数，C为曲率，a_i为第i次的非球面系数。

优选地，第一透镜、第二透镜和第三透镜的折射率依次对应为1.65、1.54、1.55，阿贝数依次对应为21.2、54.4、56.5。

优选地，近眼型虚拟现实光学模组的光学总长TTL20mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：