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VR透镜的原理 日期:2018-08-07 / 来源:盈鹏光电 / 浏览次数:285

VR透镜的原理

首先,先闲聊一下VR眼镜的结构:透镜+屏幕。如果屏幕是直接嵌入在头盔的,并且不需要连接PC(此时头盔必然装有高性能的芯片+软件系统来运行VR内容,比如游戏),可称为VR一体机。比如大朋VR一体机。如果屏幕直接嵌入头盔,但是要连接PC,VR内容(比如游戏)的运行都在PC,可称为VR头盔(分体机)。

比如Oculus Rift, Microsoft Holo, HTC VIVE。

如果只有眼镜,没有屏幕,而是外接各种型号的手机作为屏幕,那可称为VR镜架。比如三星Gear VR,暴风魔镜。VR透镜其实就是放大镜,为何要放大?因为人有明视距离太近的东西看不清楚。一般大于25cm的距离才能看清楚。想必你把手机直接放在你眼前5cm,你是看不清屏幕的东西吧。

有人就要问了,那可以把手机放到25cm外呀?其实,那更不行了,25cm,意味着这个镜架的长度至少25cm了,这么大,戴到头上如何受得了!既然是放大镜,那根据放大镜原理,屏幕必须放在焦距以内,才能放大。根据公式,假设焦距f=7cm,物距(屏幕到透镜中心距离)u=6cm, 那么虚像位置就是42cm。满足人的明视距离大于25cm的要求。现在VR设计,一般透镜在眼前1-1.5cm处,屏幕距透镜3-6cm,虚像成像在眼前25cm-50cm左右。对于近视,像距需要变短,而物距(屏幕与透镜距离)一般做好了就无法改变,所以可以增大焦距f,即通过换透镜来改善。

此外,在设计VR透镜,在物距,焦距等几个参数的调整中,基本都是几毫米的微调。需要权衡虚像距离过大(放大倍数大)而带来的像素颗粒感问题和虚像距离过近而带来的不够明视距离、VR透镜视野较小等问题。