一种近眼显示测量镜头的制作方法

本技术涉及光学成像。更具体地，涉及一种近眼显示测量镜头。

背景技术：

1、近年来，虚拟现实和增强现实这类近眼显示系统快速发展，为准确评估系统性能，需要通过检测装置对近眼显示系统的清晰度、对比度、畸变、色差、色度、亮度等成像指标进行检测。而这种光学检测装置的核心组件是一种能模拟人眼的光学镜头。

2、由于人眼的入瞳和近眼显示系统的出瞳是匹配的，人眼的入瞳直径是2至8mm，且人眼的视场角较大。因此现有技术对近眼显示系统及响应的检测设备提出了较高的要求。

3、目前市面上大多数检测镜头的检测视场小、分辨率低，检测环境也有局限性，很难满足vr/ar设备的检测需求。

4、传统的高分辨率大视场镜头，比如鱼眼镜头这类光阑内置的镜头与眼盒区域难以匹配，造成视场渐晕，导致成像视场小于预先设计的视场，同时由于光阑内置镜头的入瞳位置、视场角和分辨率都不和人眼匹配，因此测量出的光学性能数据不能准确表示人眼实际看到的情况。

5、而使用小视场镜头的近眼显示系统检测其装置复杂，且检测效率低下。

6、另一方面，现有检测镜头采用机械对焦方式。机械对焦方式是通过手动旋转或推拉镜头对焦环来实现焦距的调整。这种对焦方式需要一定的技巧和经验，对焦效率低。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种大视场、高分辨率、以及能够快速对焦的近眼显示测量镜头，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。

2、为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

3、本实用新型第一方面提供一种近眼显示测量镜头，包括：

4、前置光阑、曲率可变透镜、控制装置、前置透镜组、视场光阑、中继透镜组、聚焦成像透镜组以及滤光片；

5、所述前置光阑，用于透过显示光线中的第一光线；

6、所述曲率可变透镜，弯向所述前置光阑设置，用于汇聚来自前置光阑的第一光线而输出第二光线至前置透镜组；

7、所述控制装置通过控制所述曲率可变透镜的曲率，以调整镜头焦距；

8、所述前置透镜组，用于汇聚来自曲率可变透镜的第二光线，而输出第三光线至视场光阑；

9、所述视场光阑用于限制来自前置透镜组的第三光线的成像范围并输出至中继透镜组；

10、所述中继透镜组，用于校正来自视场光阑的第三光线的像差而输出第四光线至聚焦成像透镜组；

11、所述聚焦成像透镜组，用于校正来自中继透镜组的第四光线发生的畸变，而输出第五光线至滤光片；

12、所述滤光片过滤来自聚焦成像透镜组的第五光线，并输出至图像传感器，以采集来自滤光片的第五光线的图像。

13、优选地，所述前置光阑通光孔径的取值范围为2mm至5mm。

14、优选地，所述曲率可变透镜为电控可调焦液态透镜。

15、优选地，所述电控可调焦液态透镜的曲率变化范围为0.0185mm-1至0.023mm-1。

16、优选地，所述前置透镜组包括第一正弯月透镜和第一平凸透镜；

17、所述第一正弯月透镜凹面朝向曲率可变透镜，用于汇聚来自曲率可变透镜的第二光线，并输出至第一平凸透镜；

18、所述第一平凸透镜的平面朝向所述第一正弯月透镜，用于汇聚来自第一正弯月透镜的第二光线，而输出第三光线至视场光阑。

19、优选地，所述前置透镜组还包括第二正弯月透镜以及第一双胶合透镜；

20、所述第二正弯月透镜凹面朝向曲率可变透镜，用于汇聚来自曲率可变透镜的第二光线，并输出至第一正弯月透镜；

21、所述第一双胶合透镜用于校正来自第一平凸透镜的第三光线的色差，并输出至视场光阑。

22、优选地，所述中继透镜组包括光焦度为正的第一透镜，光焦度为负的第二透镜以及光焦度为正的第三透镜；

23、所述第一透镜，用于汇聚来自所述前置透镜组的第三光线并输出至第二透镜；

24、所述第二透镜，用于发散来自所述第一透镜的第三光线并输出至第三透镜；

25、所述第三透镜，用于汇聚来自所述第二透镜的第三光线并输出第四光线至聚焦成像透镜组。

26、优选地，所述中继透镜组还包括第二双胶合透镜；

27、所述第二双胶合透镜用于校正来自第二透镜的第三光线的色差，并输出至第三透镜。

28、优选地，所述聚焦成像透镜组包括第二平凸透镜以及第三平凸透镜；

29、所述第二平凸透镜的平面背向所述中继透镜组，用于汇聚来自所述中继透镜组的第四光线并输出至第三平凸透镜；

30、所述第三平凸透镜的平面背向所述滤光片，用于发散来自所述第二平凸透镜的第四光线并输出第五光线至滤光片；

31、所述第二平凸透镜和所述第三平凸透镜互为对称。

32、优选地，所述聚焦成像透镜组还包括第三双胶合透镜；

33、所述第三双胶合透镜用于校正来自第二平凸透镜的第四光线的色差，并输出至第三平凸透镜。

34、本实用新型的有益效果如下：

35、本实用新型中，视场光阑使镜头具有大角度成像视场，而曲率可变透镜汇聚前置光阑透过的光线，通过前置透镜组汇聚光线，通过视场光阑限制来自前置透镜组的光线的成像范围，以达到抑制杂散光，提高成像分辨率的效果；通过中继透镜组校正像差，通过聚焦成像透镜组校正光线发生的畸变，最后通过滤光片来过滤光线以模拟人眼看到的色度和亮度信息，使得该测量镜头可以用于评估近眼显示设备的色度及亮度特征，以此达到了近眼显示测量镜头高分辨率清晰成像的效果。

36、本实用新型中通过控制装置通过控制所述曲率可变透镜的曲率，以调整镜头焦距；以此实现了对焦。

技术特征：

1.一种近眼显示测量镜头，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述前置光阑(1)通光孔径的取值范围为2mm至5mm。

3.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述曲率可变透镜(2)为电控可调焦液态透镜。

4.根据权利要求3所述的镜头，其特征在于，所述电控可调焦液态透镜的曲率变化范围为0.0185mm-1至0.023mm-1。

5.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述前置透镜组(3)包括第一正弯月透镜(32)和第一平凸透镜(33)；

6.根据权利要求5所述的镜头，其特征在于，所述前置透镜组(3)还包括第二正弯月透镜(31)以及第一双胶合透镜(34)；

7.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述中继透镜组(5)包括光焦度为正的第一透镜(51)，光焦度为负的第二透镜(52)以及光焦度为正的第三透镜(54)；

8.根据权利要求7所述的镜头，其特征在于，所述中继透镜组(5)还包括第二双胶合透镜(53)；

9.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述聚焦成像透镜组(6)包括第二平凸透镜(61)以及第三平凸透镜(63)；

10.根据权利要求9所述的镜头，其特征在于，所述聚焦成像透镜组(6)还包括第三双胶合透镜(62)；

技术总结本技术实施例公开一种近眼显示测量镜头。在一实施方式中，镜头包括：前置光阑、曲率可变透镜、控制装置、前置透镜组、视场光阑、中继透镜组、聚焦成像透镜组以及滤光片；该实施方式中，视场光阑使镜头具有大角度成像视场，曲率可变透镜汇聚前置光阑透过的光线，由前置透镜组汇聚光线并通过视场光阑限制光线的成像范围，以抑制杂散光，提高成像分辨率；通过中继透镜组校正像差，通过聚焦成像透镜组校正光线发生的畸变，最后通过滤光片过滤光线，模拟人眼看到的色度和亮度信息，使得该测量镜头可以用于评估近眼显示设备的色度及亮度特征，以此达到了近眼显示测量镜头高分辨率清晰成像的效果；而通过曲率可变透镜可以调整镜头焦距；实现对焦。技术研发人员：谭奋利,李娟,吴海洋受保护的技术使用者：苏州华兴源创科技股份有限公司技术研发日：20231124技术公布日：2024/5/27