本申請實施例涉及光學測試,更具體地,本申請實施例涉及一種測試鏡頭和近眼顯示測試裝置。
背景技術:
1、近年來,近眼顯示技術(如虛擬現實頭顯、增強現實眼鏡等)在消費電子、醫療、教育及工業領域的應用迅速發展,其顯示效果依賴于光學鏡頭的成像性能。然而,隨著近眼顯示器件分辨率、視場角(field?of?view,?fov)及刷新率的持續提升,對其光學像質的評價需求日益迫切。
2、為克服主觀評價的局限性,行業提出基于光學測試設備的客觀檢測方案。然而,現有技術中的測試鏡頭普遍存在以下問題:傳統測試鏡頭在設計時未充分考慮近眼顯示大視場、高分辨率的需求,導致邊緣視場像質急劇下降;以及近眼顯示系統對幾何畸變極為敏感,而現有測試鏡頭難以在全視場范圍內實現低畸變成像,在測試近眼顯示設備時,無法精確測量和評估其幾何畸變情況,導致對近眼顯示設備光學像質的評價存在偏差。
3、鑒于上述現有技術中存在的問題,有必要提供一種新型的技術方案,以解決現有測試鏡頭存在的測試效果不佳的技術缺陷。
技術實現思路
1、本申請的目的在于提供一種測試鏡和近眼顯示測試裝置,以解決現有技術測試鏡頭測試效果不佳的技術缺陷。
2、根據本申請第一方面,提供了一種測試鏡頭。測試鏡頭包括從物側到像側之間共光軸依次設置的:?光闌、前組透鏡、中組透鏡、后組透鏡和感光器件;其中,
3、所述光闌用于限定入射光線的口徑;
4、所述前組透鏡從物側到像側依次包括:第一雙膠合透鏡,具有正光焦度;以及第二雙膠合透鏡,具有負光焦度;所述光線經由所述前組透鏡在所述前組透鏡與所述中組透鏡之間形成中間像;
5、所述中組透鏡從物側到像側包括至少三個子透鏡組,所述至少三個子透鏡組的光焦度以正、負交替方式排布;所述光線經由所述前組透鏡及所述中組透鏡,在所述中組透鏡與所述后組透鏡之間形成各視場光線的至少部分重疊區域;
6、所述后組透鏡從物側到像側依次包括:第三雙膠合透鏡,具有正光焦度;以及第四雙膠合透鏡,具有負光焦度;
7、所述感光器件用于接收依次經過所述前組透鏡、所述中組透鏡和所述后組透鏡的所述光線。
8、可選地,所述第一雙膠合透鏡包括自物側至像側依次設置的光焦度均為正的第三透鏡和第四透鏡。
9、可選地,所述第三透鏡為雙凸透鏡,所述第四透鏡為凹凸透鏡,其凹面朝向物側,凸面朝向像側。
10、可選地,所述第二雙膠合透鏡包括自物側至像側依次設置的光焦度均為負的第五透鏡和第六透鏡。
11、可選地,所述第五透鏡為雙凸透鏡;所述第六透鏡為雙凹透鏡。
12、可選地,所述前組透鏡還包括:第一透鏡及第二透鏡,二者均設置于所述第一雙膠合透鏡的物側,并自物側至像側依次排列;?所述第一透鏡與所述第二透鏡均為具有正光焦度的彎月透鏡。
13、可選地,所述中組透鏡自物側至像側依次包括:第一子透鏡組,具有正光焦度;第二子透鏡組,具有負光焦度;以及第三子透鏡組,具有正光焦度;其中,
14、所述第一子透鏡組自物側至像側依次包括:第七透鏡,具有正光焦度;以及第八透鏡,具有正光焦度;
15、所述第二子透鏡組自物側至像側依次包括:第九透鏡,具有負光焦度;第十透鏡,具有負光焦度;以及第十一透鏡,具有正光焦度;
16、所述第三子透鏡組包括:第十二透鏡,具有正光焦度。
17、可選地,所述第九透鏡與所述第十透鏡之間的光束口徑最小。
18、可選地,設所述第九透鏡物側面最大口徑處的矢高為s1,像側面最大口徑處的矢高為s2,則滿足:1.6<s2/s1<2;設所述第十透鏡物側面最大口徑處的矢高為s3,像側面最大口徑處的矢高為s4,滿足:1.1<s4/s3<1.5。
19、可選地,沿光軸方向,所述第十一透鏡和所述第十二透鏡之間的空氣間隙大于所述第十一透鏡和所述第十透鏡之間的空氣間隙。
20、可選地,所述第十一透鏡和第十二透鏡之間的空氣間隔為m3,則m3占測試鏡頭ttl的4%~7%。
21、可選地,所述第三雙膠合透鏡自物側至像側依次包括光焦度為負的第十三透鏡和光焦度為正的第十四透鏡;
22、所述第十三透鏡為凸凹透鏡,所述凸凹透鏡的凸面靠近所述物側,所述凹面靠近像側;
23、所述第十四透鏡為雙凸透鏡。
24、可選地,所述第四雙膠合透鏡自物側至像側依次包括光焦度為負的第十五透鏡和光焦度為負的第十六透鏡;
25、所述第十五透鏡為雙凸透鏡,所述第十六透鏡為雙凹透鏡。
26、可選地,所述后組透鏡還包括位于所述第四雙膠合透鏡像側的第十七透鏡,所述第十七透鏡的光焦度為正。
27、可選地,所述前組透鏡和所述中組透鏡的空氣間隔為m1,則m1占測試鏡頭ttl的5%~9%,所述中組透鏡和所述后組透鏡的空氣間隔為m2,則m2占測試鏡頭ttl的11%~15%。
28、根據本申請第二方面,提供了一種近眼顯示測試裝置。近眼顯示測試裝置包括如第一方面所述的測試鏡頭,還包括近眼顯示設備和圖像處理器,其中,所述近眼顯示設備出射的光,經所述測試鏡頭攝取后,形成圖像信息,并發送至所述圖像處理器。
29、本申請的一個技術效果在于:
30、本申請實施例提供的技術方案中,利用前組透鏡“正-負”雙膠合形式引入的畸變與中組透鏡“正-負-正”交替光焦度產生的畸變相互補償,再經后組透鏡“正-負”雙膠合二次校正,通過逐階補償機制將全視場tv畸變壓制至≤1%,并在全視場空間頻率下實現mtf>0.45,從而滿足近眼顯示系統對幾何畸變極度敏感的客觀評測需求,提升測試效果的準確性。
31、通過以下參照附圖對本說明書的示例性實施例的詳細描述,本說明書的其它特征及其優點將會變得清楚。
1.一種測試鏡頭,其特征在于,包括從物側到像側之間共光軸依次設置的:?光闌(18)、前組透鏡(100)、中組透鏡(101)、后組透鏡(102)和感光器件(19);其中,
2.根據權利要求1所述的測試鏡頭,其特征在于,所述第一雙膠合透鏡(200)包括自物側至像側依次設置的光焦度均為正的第三透鏡(3)和第四透鏡(4)。
3.根據權利要求2所述的測試鏡頭,其特征在于,所述第三透鏡(3)為雙凸透鏡,所述第四透鏡(4)為凹凸透鏡,其凹面朝向物側,凸面朝向像側。
4.根據權利要求1所述的測試鏡頭,其特征在于,所述第二雙膠合透鏡(201)包括自物側至像側依次設置的光焦度均為負的第五透鏡(5)和第六透鏡(6)。
5.根據權利要求4所述的測試鏡頭,其特征在于,所述第五透鏡(5)為雙凸透鏡;所述第六透鏡(6)為雙凹透鏡。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的測試鏡頭,其特征在于,所述前組透鏡(100)還包括:第一透鏡(1)及第二透鏡(2),二者均設置于所述第一雙膠合透鏡(200)的物側,并自物側至像側依次排列;?所述第一透鏡(1)與所述第二透鏡(2)均為具有正光焦度的彎月透鏡。
7.根據權利要求1所述的測試鏡頭,其特征在于,所述中組透鏡(101)自物側至像側依次包括:第一子透鏡組(1011),具有正光焦度;第二子透鏡組(1012),具有負光焦度;以及第三子透鏡組(1013),具有正光焦度;其中,
8.根據權利要求7所述的測試鏡頭,其特征在于,所述第九透鏡(9)與所述第十透鏡(10)之間的光束口徑最小。
9.根據權利要求8所述的測試鏡頭,其特征在于,設所述第九透鏡(9)物側面最大口徑處的矢高為s1,像側面最大口徑處的矢高為s2,則滿足:1.6<s2/s1<2;設所述第十透鏡(10)物側面最大口徑處的矢高為s3,像側面最大口徑處的矢高為s4,滿足:1.1<s4/s3<1.5。
10.根據權利要求7所述的測試鏡頭,其特征在于,沿光軸方向,所述第十一透鏡(11)和所述第十二透鏡(12)之間的空氣間隙大于所述第十一透鏡(11)和所述第十透鏡(10)之間的空氣間隙。
11.根據權利要求10所述的測試鏡頭,其特征在于,所述第十一透鏡(11)和第十二透鏡(12)之間的空氣間隔為m3,則m3占測試鏡頭ttl的4%~7%。
12.根據權利要求1所述的測試鏡頭,其特征在于,所述第三雙膠合透鏡(202)自物側至像側依次包括光焦度為負的第十三透鏡(13)和光焦度為正的第十四透鏡(14);
13.根據權利要求1所述的測試鏡頭,其特征在于,所述第四雙膠合透鏡(203)自物側至像側依次包括光焦度為負的第十五透鏡(15)和光焦度為負的第十六透鏡(16);
14.根據權利要求12-13中任一項所述的測試鏡頭,其特征在于,所述后組透鏡(102)還包括位于所述第四雙膠合透鏡(203)像側的第十七透鏡(17),所述第十七透鏡(17)的光焦度為正。
15.根據權利要求1所述的測試鏡頭,其特征在于,所述前組透鏡(100)和所述中組透鏡(101)的空氣間隔為m1,則m1占測試鏡頭ttl的5%~9%,所述中組透鏡(101)和所述后組透鏡(102)的空氣間隔為m2,則m2占測試鏡頭ttl的11%~15%。
16.一種近眼顯示測試裝置,其特征在于,包括如權利要求1至15任一項所述的測試鏡頭,還包括近眼顯示設備和圖像處理器,其中,所述近眼顯示設備出射的光,經所述測試鏡頭攝取后,形成圖像信息,并發送至所述圖像處理器。