一种AR检测镜头

本发明属于光学测试，具体地涉及一种ar检测镜头。

背景技术：

1、ar(增强现实)技术是基于现实环境，叠加虚拟物体或电子信息，把虚拟对象带入到用户的物理世界中，通过听、看、触摸虚拟信息，来增强对物理世界的感知，从而对现实达到“增强”的效果。

2、为了提供无缝的沉浸式或身临其境的体验，增强现实(ar)设备高度依赖近眼显示器(ned)的质量。显示器将视觉信息投射到非常靠近人眼的位置，涵盖用户的全角度视野，然而，与人眼之间的这种接近度也放大了用户在远距离下观看时通常无法察觉的显示器缺陷。这些细微的显示器异常包括：亮度或色彩不均匀、对比度问题、mura(云斑)、线和像素缺陷、视角差异和图像残留/重影(或像素切换响应时间)。

3、近些年来，随着微显示器、先进光学和软硬件技术的发展，ar显示产品层出不穷，相关产品的设计和应用也已有深入的研究，但在其像质检测和评价方法方面却相对滞后。

4、目前最为普遍的ar产品像质评价方法式通过人眼观察，容易导致主观因素判断导致误判，并且不适用于大批量检测，这可能会进一步影响用户体验，并导致眼睛疲劳甚至晕动病。要达到用户对产品质量的要求，必须使用先进的光学检测设备，对显示器进行检测。

5、传统的显示器的检测通常采用成像式亮度计或者点式亮度计，点式亮度计检测效率低，成像式亮度计光圈置于镜头内部，限制了采集显示器完整角度视场的能力，且检测视场小，无法模拟人眼视觉体验，并不适用于ar产品的检测。因此，需要一种光圈位置和镜头视场相结合，覆盖近似于人类双眼视觉的视场的镜头，满足ar产品检测的需要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种ar检测镜头，具有较高的分辨率及较大的视场角，能够很好地模拟人眼观测，实现ar产品的批量快速检测。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种ar检测镜头，沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑、具有正光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组及具有正光焦度的第三透镜组；

4、所述镜头满足以下条件：

5、0.8≤|f20/f|≤1.5、1.8≤|f30/f|≤3.0、2.0≤|f40/f|≤3.0,

6、其中，f为所述镜头的焦距，f20为所述第一透镜组的焦距，f30为所述第二透镜组的焦距，f40为所述第三透镜组的焦距。

7、具体地，本发明所述第一透镜组包括一组双胶合透镜和两片正透镜；所述双胶合透镜包括依次透过所述光线的第一子负透镜和第一子正透镜，所述第一子负透镜为双凹透镜，所述第一子负透镜为双凸透镜。

8、具体地，所述第一透镜组满足以下条件：

9、2.5≤|f21/f20|≤3.0、1.5≤|f22/f20|≤2.0、2.5≤|f23/f20|≤3.0

10、其中，f20为所述第一透镜组的焦距，f21为第一透镜组中双胶合透镜的焦距，f22为第一透镜组中第一正透镜的焦距，f23为第一透镜组中第三正透镜的焦距。

11、具体地，所述第二透镜组包括至少一片正透镜。

12、具体地，所述第三透镜组包括一组双胶合透镜和至少三片正透镜；所述第三透镜组中的双胶合透镜包括依次透过所述光线的第二子正透镜和第二子负透镜，所述第二子负透镜为双凹透镜，所述第二子负透镜为双凸透镜。

13、具体地，所述第一透镜组中第一胶合透镜的子负透镜阿贝数小于35、子正透镜阿贝数大于50；所述第一透镜组中两片正透镜阿贝数大于45。

14、具体地，所述第三透镜组中第二胶合透镜的子负透镜阿贝数均小于35、子正透镜阿贝数均大于50。

15、有益效果

16、第一，本发明提供的检测镜头，视场无渐晕，通过三个透镜群组的光焦度的合理搭配，能够使镜头具有接近人的双眼视场的效果，光阑前置，孔径大小与人眼瞳孔相当，在对ar眼镜检测时，能够很好模拟人在使用ar眼镜的体验，从而更好的校对适合人眼的观测效果。

17、第二，本发明第一透镜组使用一片双胶合透镜和两片正透镜，由于ar检测镜头需要检测的视场角没有vr大，受球差影响没有vr的严重，所以使用了两片正透镜来承担光线偏角，但是连续使用正透镜一般会带来明显的色散，因此设置第一片镜片为双胶合透镜，从源头就进行了色差的校正，这样就不需要后续的透镜组增加色差相互补偿的工作，一定程度上减少了镜片使用的数量和镜头整体的长度。

18、第三，本发明第三透镜组采用类似双高斯的镜头结构，能够接受大孔径的入射光线并且有效地校正场曲和像散，近似对称的结构使之容易校正垂轴像差，第三透镜组中的双胶合透镜能够有效校正色差。

19、第四，本发明设计的vr检测镜头，具有较高的分辨率及较大的视场角，视场角可达70°，能够很好地模拟人眼观测，实现ar产品的批量快速检测。

技术特征：

1.一种ar检测镜头，其特征在于，沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑、具有正光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组及具有正光焦度的第三透镜组；

2.根据权利要求1所述ar检测镜头，其特征在于，所述第一透镜组包括一组双胶合透镜和两片正透镜；所述双胶合透镜包括依次透过所述光线的第一子负透镜和第一子正透镜，所述第一子负透镜为双凹透镜，所述第一子负透镜为双凸透镜。

3.根据权利要求2所述ar检测镜头，其特征在于，所述第一透镜组满足以下条件：

4.根据权利要求1或2所述ar检测镜头，其特征在于，所述第二透镜组包括至少一片正透镜。

5.根据权利要求1或2所述ar检测镜头，其特征在于，所述第三透镜组包括一组双胶合透镜和至少三片正透镜；所述第三透镜组中的双胶合透镜包括依次透过所述光线的第二子正透镜和第二子负透镜，所述第二子负透镜为双凹透镜，所述第二子负透镜为双凸透镜。

6.根据权利要求2或3所述ar检测镜头，其特征在于，所述第一透镜组中第一胶合透镜的子负透镜阿贝数小于35、子正透镜阿贝数大于50；所述第一透镜组中两片正透镜阿贝数大于45。

7.根据权利要求5所述ar检测镜头，其特征在于，所述第三透镜组中第二胶合透镜的子负透镜阿贝数均小于35、子正透镜阿贝数均大于50。

技术总结
本发明涉及一种AR检测镜头，其特征在于，沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑、具有正光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组及具有正光焦度的第三透镜组；所述镜头满足以下条件：0.8≤|f20/f|≤1.5、1.8≤|f30/f|≤3.0、2.0≤|f40/f|≤3.0,其中，f为所述镜头的焦距，f20为所述第一透镜组的焦距，f30为所述第二透镜组的焦距，f40为所述第三透镜组的焦距。本发明具有较高的分辨率及较大的视场角，能够很好地模拟人眼观测，实现AR产品的批量快速检测。

技术研发人员：宋维涛,袁悦,王涌天,刘越,马诗宁
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13