[发明专利]一种光学透镜及虚拟现实装置

说明书

本发明公开了一种光学透镜及虚拟现实装置，可应用于虚拟现实成像光学技术领域，解决了现有虚拟现实装置内的光学透镜的短焦距和轻薄不能同时兼备的技术问题。光学透镜为双凸透镜；双凸透镜的两个凸面均为非球面；双凸透镜的折射率大于1.5，双凸透镜的焦距不大于30mm。本发明实施例中的光学透镜采用折射率大于1.5的材质制备，能够将双凸透镜的焦距减小到30mm以下，在此基础上双凸透镜的中心厚度和边缘厚度适当的减小，可将双凸透镜的整体体积可以缩小，配合光学透镜的焦距，相对于现有技术，光学透镜同时具备短焦距和轻薄。

技术领域

本发明实施例涉及虚拟现实成像光学技术领域，尤其涉及一种光学透镜及虚拟现实装置。

背景技术

近年来，虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术是一种基于计算机生成的信息交互，具有一定沉浸感的视觉虚拟环境，人眼通过透镜观察屏幕，由于左右眼所看到的图像视场不一致，从而可以看到立体图像。

目前市场上用于虚拟现实头盔目镜普遍存在焦距过长、中心厚度太厚的缺陷，增加了使用者负担。在虚拟现实头盔中，焦距、视场、透镜厚度有一定的制约关系。同时满足大视场、短焦距、薄透镜厚度是非常困难的，且考虑到加工难度，透镜边缘厚度也需控制在1mm以上。

现有技术公开了一种VR眼镜用双凸透镜，双凸透镜主体为两个曲面都外凸的球面镜，但是这样的面型结构将导致边缘图像有非常严重的畸变，并且初级像差较大，双凸透镜的视场角很小。

现有技术公开了一种扩大视场角的目镜，它之所以有较大的视场角，是因为目镜的两个曲面设计成边缘曲率与中间曲率不同的非球面透镜，且该两个曲面一个是向外凸，另一个是向内凸，根据仿真结果，这样的非球面透镜可有效校正边缘像差，满足大视场角。但是目前存在的问题是：现有设计的目镜的焦距较大，焦距不低于40mm，而且透镜中心厚度也较厚，中心厚度不低于12mm，这样做出来的VR设备重量大，体积大，增加了使用者的负担。

综上，现有VR透镜在保持大视场角的情况下，VR透镜的中心厚度与焦距往往互相制约，在现有的设计中，满足短焦距时不能满足薄透镜，而当满足薄透镜时，不能满足短焦距。因此，现有的VR目镜不能同时实现大视场角、短焦距、薄厚度。

发明内容

本发明提供一种光学透镜及虚拟现实装置，用以解决现有虚拟现实装置内光学透镜的短焦距和轻薄不能同时兼备的技术问题。

本发明实施例提供一种光学透镜，所述光学透镜为两个凸面均为非球面的双凸透镜；所述双凸透镜的折射率大于1.5，所述双凸透镜的焦距不大于30mm。

可选的实施例中，所述双凸透镜的焦距为20mm～30mm，和/或所述双凸透镜的中心厚度为6.5mm～10mm。

可选的实施例中，所述双凸透镜的焦距为26.45mm时，所述双凸透镜的中心厚度为8.18mm。

可选的实施例中，所述双凸透镜的视场角≥90°。

可选的实施例中，所述双凸透镜的折射率为1.5～1.65。

可选的实施例中，所述双凸透镜的边缘厚度为1.5mm～2.5mm。

可选的实施例中，所述双凸透镜的外径不小于25mm。

可选的实施例中，所述两个凸面为第一曲面和第二曲面，所述第一曲面是以所述第一曲面的中心点为对称中心的旋转对称图形；所述第二曲面是以所述第二曲面的中心点为对称中心的旋转对称图形，其中，所述第一曲面的中心点与所述第二曲面的中心点同轴。

本发明实施例中的光学透镜是采用折射率大于1.5的材质制备的，将双凸透镜的焦距减小到30mm以内，将双凸透镜的中心厚度和边缘厚度适当的减小，以此缩小双凸透镜的整体体积。相对于现有技术，该光学透镜可以同时具备短焦距和轻薄的优势。