虚拟现实模组的制作方法

本申请涉及光学器件领域，具体涉及一种虚拟现实模组。

背景技术：

1、虚拟现实模组通常包括两种形式的镜头，例如目视镜头和定位镜头。目视镜头将用户带入到虚拟世界，定位镜头获取周围环境的画面或者捕捉用户的位姿，定位镜头与目视镜头搭配可以将现实世界与虚拟世界联系起来，实现现实世界与虚拟世界的交互，从而给用户带来沉浸式体验。然而，这种由多镜头组合而成的虚拟现实模组的整机体积偏大，重量较大，影响用户佩戴时的舒适性以及沉浸式体验。

技术实现思路

1、本申请提供了可至少解决或部分解决现有技术中存在的至少一个问题或者其它问题的虚拟现实模组。

2、本申请的一方面提供了这样一种虚拟现实模组，其包括目视系统和定位系统，目视系统包括第一镜筒和置于第一镜筒内的光学元件组，光学元件组沿着第一光轴从第一侧至第二侧依序包括第一透镜、第二透镜和第三透镜，光学元件组还包括反射组件；定位系统包括第二镜筒以及置于第二镜筒内的五片式镜片组，五片式镜片组沿着第二光轴从物侧至像侧依序包括第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片；第一透镜至第三透镜中的各透镜的有效焦距的总和f'、第一镜筒在第一光轴所在方向上的长度l'、第一透镜至第三透镜中的任意相邻两个透镜在第一光轴上的空气间隔的总和∑at'、第一镜片至第五镜片中的各镜片的有效焦距的总和f、第二镜筒在第二光轴所在方向上的长度l、第一镜片至第五镜片中的任意相邻两个镜片在第二光轴上的空气间隔的总和∑at满足：88<|f'|×(l'/∑at')/(f×(l/∑at))<3510。

3、根据本申请的一个示例性实施方式，目视系统还包括置于第一透镜的第二侧面且与第一透镜的第二侧面接触的第一间隔件，其中，第一透镜的第一侧面的曲率半径r1'、第一透镜的第二侧面的曲率半径r2'、第一间隔件的第一侧面的内径d1s'与第一镜筒的第一侧端面和第一间隔件沿第一光轴的间隔ep01'满足：8.0<d1s′×(r1'/r2')/ep01'<17.0。

4、根据本申请的一个示例性实施方式，目视系统还包括置于第一透镜的第二侧面且与第一透镜的第二侧面接触的第一间隔件，反射组件还包括反射式偏光元件和四分之一波板，其中，目视系统的总有效焦距f'、反射式偏光元件在第一光轴上的中心厚度drp、四分之一波板在第一光轴上的中心厚度dqwp、第一透镜至第三透镜中的各透镜在第一光轴上的中心厚度的总和∑ct'与第一镜筒的第一侧端面和第一间隔件沿第一光轴的间隔ep01'满足：1.0<f'/(ep01'+drp+dqwp+∑ct')<1.5。

5、根据本申请的一个示例性实施方式，目视系统还包括置于第一透镜的第二侧面且与第一透镜的第二侧面接触的第一间隔件以及置于第二透镜的第二侧面且与第二透镜的第二侧面接触的第二间隔件，其中，第一透镜的第二侧面的曲率半径r2'、第二透镜的第一侧面的曲率半径r3′、第一间隔件的第二侧面的内径d1m'与第二间隔件的第一侧面的内径d2s'满足：0<r2'/d1m'-r3'/d2s'<1.0。

6、根据本申请的一个示例性实施方式，第一透镜的有效焦距f1'、第三透镜的有效焦距f3'、第一镜筒的第一侧端面的外径d0s′与第一镜筒的第二侧端面的外径d0m'满足：5.0<|f1'+f3'|/(d0s'+d0m′)<128.0。

7、根据本申请的一个示例性实施方式，定位系统还包括置于第一镜片的像侧面且与第一镜片的像侧面接触的第一定位件，其中，第一镜片的有效焦距f1、第二镜片的有效焦距f2、第二镜筒的物侧端面的内径d0s与第一定位件的像侧面的内径d1m满足：-4.0<d0s/f1+d1m/f2<-2.5，其中，f1<0，f2<0。

8、根据本申请的一个示例性实施方式，定位系统还包括置于第一镜片的像侧面且与第一镜片的像侧面接触的第一定位件以及置于第二镜片的像侧面且与第二镜片的像侧面接触的第二定位件，其中，第一镜片的像侧面的曲率半径r2、第二镜片的像侧面的曲率半径r4、第一定位件的像侧面的内径d1m、第一定位件的像侧面的外径d1m、第二定位件的像侧面的内径d2m与第二定位件的像侧面的外径d2m满足：10.0mm2<r2×(d1m-d1m)+r4×(d2m-d2m)<14.0mm2。

9、根据本申请的一个示例性实施方式，定位系统还包括置于第二镜片的像侧面且与第二镜片的像侧面接触的第二定位件以及置于第三镜片的像侧面且与第三镜片的像侧面接触的第三定位件，其中，第二镜片的有效焦距f2、第三镜片的有效焦距f3、第二镜片在第二光轴上的中心厚度ct2、第三镜片在第二光轴上的中心厚度ct3、第二镜片和第三镜片在第二光轴上的空气间隔t23与第二定位件和第三定位件沿第二光轴的间隔ep23满足：0<f3×(t23/ct3)/|f2×(ep23/ct2)|<5.0。

10、根据本申请的一个示例性实施方式，定位系统还包括第一定位件、第二定位件和第三定位件，第一定位件置于第一镜片的像侧面且与第一镜片的像侧面接触，第二定位件置于第二镜片的像侧面且与第二镜片的像侧面接触，第三定位件置于第三镜片的像侧面且与第三镜片的像侧面接触，其中，第一镜片的有效焦距f1、第二镜片的有效焦距f2、第三镜片的有效焦距f3、第一定位件和第二定位件沿第二光轴的间隔ep12与第二定位件和第三定位件沿第二光轴的间隔ep23满足：0.5<(f1+f2+f3)/(ep12+ep23)<1.3。

11、根据本申请的一个示例性实施方式，定位系统还包括置于第三镜片的像侧面且与第三镜片的像侧面接触的第三定位件，其中，第四镜片的物侧面的曲率半径r7、第五镜片的像侧面的曲率半径r10、第三定位件的像侧面的内径d3m与第二镜筒的像侧端面的内径d0m满足：0<d3m×r7/|d0m×r10|<1.0。

12、本申请所提供的虚拟现实模组被配置为目视系统与定位系统组合的结构形式，通过控制目视系统中的所有透镜的焦距之和以及定位系统中的所有镜片的焦距之和，能够约束目视系统、定位系统的视场角，使得目视系统、定位系统满足大视场角的特点，以实现其功能性要求；同时搭配合理的第一镜筒的长度、第二镜筒的长度以及所有透镜和/或所有镜片在对应光轴上的空气间隔的总和，在保证加工性和光学性能的前提下，能够缩短目视系统和定位系统的长度，实现目视系统和定位系统的小型化，便于整机布局，减轻整机重量，提升用户佩戴时的舒适性以及沉浸式体验。

技术特征：

1.虚拟现实模组，包括目视系统和定位系统，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的虚拟现实模组，其特征在于，所述目视系统还包括置于所述第一透镜的第二侧面且与所述第一透镜的第二侧面接触的第一间隔件，

3.根据权利要求1所述的虚拟现实模组，其特征在于，所述目视系统还包括置于所述第一透镜的第二侧面且与所述第一透镜的第二侧面接触的第一间隔件，所述反射组件还包括反射式偏光元件和四分之一波板，

4.根据权利要求1所述的虚拟现实模组，其特征在于，所述目视系统还包括置于所述第一透镜的第二侧面且与所述第一透镜的第二侧面接触的第一间隔件以及置于所述第二透镜的第二侧面且与所述第二透镜的第二侧面接触的第二间隔件，

5.根据权利要求1所述的虚拟现实模组，其特征在于，所述第一透镜的有效焦距f1'、所述第三透镜的有效焦距f3'、所述第一镜筒的第一侧端面的外径d0s'与所述第一镜筒的第二侧端面的外径d0m'满足：5.0<|f1'+f3'|/(d0s'+d0m')<128.0。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的虚拟现实模组，其特征在于，所述定位系统还包括置于所述第一镜片的像侧面且与所述第一镜片的像侧面接触的第一定位件，

7.根据权利要求1至5中任一项所述的虚拟现实模组，其特征在于，所述定位系统还包括置于所述第一镜片的像侧面且与所述第一镜片的像侧面接触的第一定位件以及置于所述第二镜片的像侧面且与所述第二镜片的像侧面接触的第二定位件，

8.根据权利要求1至5中任一项所述的虚拟现实模组，其特征在于，所述定位系统还包括置于所述第二镜片的像侧面且与所述第二镜片的像侧面接触的第二定位件以及置于所述第三镜片的像侧面且与所述第三镜片的像侧面接触的第三定位件，

9.根据权利要求1至5中任一项所述的虚拟现实模组，其特征在于，所述定位系统还包括第一定位件、第二定位件和第三定位件，所述第一定位件置于所述第一镜片的像侧面且与所述第一镜片的像侧面接触，所述第二定位件置于所述第二镜片的像侧面且与所述第二镜片的像侧面接触，所述第三定位件置于所述第三镜片的像侧面且与所述第三镜片的像侧面接触，

10.根据权利要求1至5中任一项所述的虚拟现实模组，其特征在于，所述定位系统还包括置于所述第三镜片的像侧面且与所述第三镜片的像侧面接触的第三定位件，

技术总结
本申请公开一种虚拟现实模组，其包括目视系统和定位系统，目视系统包括第一镜筒及置于第一镜筒内的沿第一光轴从第一侧至第二侧依序排列的第一透镜、第二透镜和第三透镜；定位系统包括第二镜筒及置于第二镜筒内的且沿第二光轴从物侧至像侧依序排列的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片；第一透镜至第三透镜中的各透镜的有效焦距的总和F'、第一镜筒在第一光轴所在方向上的长度L'、第一透镜至第三透镜中的任意相邻两个透镜在第一光轴上的空气间隔的总和∑AT'、第一镜片至第五镜片中的各镜片的有效焦距的总和F、第二镜筒在第二光轴所在方向上的长度L、第一镜片至第五镜片中的任意相邻两个镜片在第二光轴上的空气间隔的总和∑AT满足：88<|F'|×(L'/∑AT')/(F×(L/∑AT))<3510。

技术研发人员：李开荣,宋立通,冯梦怡,游金兴,金银芳,赵烈烽
受保护的技术使用者：浙江舜宇光学有限公司
技术研发日：20230804
技术公布日：2024/3/24