特開 2024-150392 光学モジュール及びＶＲ機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024150392

(43)【公開日】2024-10-23

(54)【発明の名称】光学モジュール及びＶＲ機器

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/00 20060101AFI20241016BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20241016BHJP

   G02B 17/08 20060101ALI20241016BHJP

   G02B 5/30 20060101ALI20241016BHJP

   G02B 25/00 20060101ALN20241016BHJP

   G02B 27/02 20060101ALN20241016BHJP

【ＦＩ】

G02B13/00

G02B13/18

G02B17/08

G02B5/30

G02B25/00

G02B27/02 Z

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023201929

(22)【出願日】2023-11-29

(31)【優先権主張番号】202310383881.9

(32)【優先日】2023-04-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】520357958

【氏名又は名称】ジョウシュウシ エーエーシー レイテック オプトロニクス カンパニーリミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100199819

【弁理士】

【氏名又は名称】大行 尚哉

(74)【代理人】

【識別番号】100087859

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 秀治

(72)【発明者】

【氏名】姜思遠

【テーマコード（参考）】

2H087

2H149

2H199

【Ｆターム（参考）】

2H087KA01

2H087KA14

2H087KA23

2H087LA01

2H087LA12

2H087NA18

2H087PA03

2H087PA17

2H087PB03

2H087QA01

2H087QA07

2H087QA13

2H087QA22

2H087QA25

2H087QA34

2H087QA42

2H087QA45

2H087RA04

2H087RA05

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA34

2H087RA44

2H087RA45

2H087TA01

2H087TA04

2H087TA06

2H149AA17

2H149AA20

2H149AB00

2H149BA04

2H149DA04

2H149DA12

2H149EA02

2H149FC07

2H149FC10

2H149FD01

2H149FD03

2H149FD09

2H149FD14

2H199CA42

2H199CA47

2H199CA58

2H199CA64

2H199CA65

2H199CA83

2H199CA84

2H199CA87

2H199CA90

(57)【要約】      （修正有）

【課題】仮想現実の技術分野における、光学モジュール及びＶＲ機器に関し、Ｅｙｅｂｏｘ及びＦＯＶが小さい、屈折度が調整できない、または調節構造が複雑、調整範囲が小さいという従来の問題を解決し、小型化、軽量化のニーズを満たす。
【解決手段】光学モジュールは、像側から物体側に向かって順に、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを備え、第１レンズの像側の面には、複合フィルムが貼り付けられており、複合フィルムは、像側から物体側に向かって順に、反射型偏光フィルム層及び１／４波長板フィルム層を備え、光学モジュールの焦点距離をｆ、第２レンズと第３レンズの合成焦点距離をｆ２３、光学モジュールのレンズの最大半径をＭＡＸ ＳＤ、光学モジュールのアイボックスのサイズをＥｙｅｂｏｘと定義したときに、１．００≦ｆ２３／ｆ≦１．５０、ＭＡＸ ＳＤ≦２７．００ｍｍ、Ｅｙｅｂｏｘ≧１２．００＊１２．００ｍｍという関係式を満たす。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＶＲ機器に適用される光学モジュールであって、
前記光学モジュールは、像側から物体側に向かって順に、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを備え、
前記第１レンズの像側の面には、複合フィルムが貼り付けられており、前記複合フィルムは、像側から物体側に向かって順に、反射型偏光フィルム層及び１／４波長板フィルム層を備え、
前記光学モジュールの焦点距離をｆ、前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３、前記光学モジュールのレンズの最大半径をＭＡＸ ＳＤ、前記光学モジュールのアイボックスのサイズをＥｙｅｂｏｘと定義したときに、以下の関係式を満たすことを特徴とする光学モジュール。
１．００≦ｆ２３／ｆ≦１．５０
ＭＡＸ ＳＤ≦２７．００ｍｍ
Ｅｙｅｂｏｘ≧１２．００＊１２．００ｍｍ

【請求項2】

前記第１レンズの像側の面は、平面であり、前記第２レンズの像側の面と物体側の面は、いずれも非球面であることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。

【請求項3】

前記光学モジュールの画角をＦＯＶと定義したときに、以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
９０．００°≦ＦＯＶ≦１１０．００

【請求項4】

前記光学モジュールの光学全長をＴＴＬと定義したときに、以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
ＴＴＬ≦１５．００ｍｍ
ＴＴＬ／ｆ≦０．７０

【請求項5】

前記第３レンズの物体側の面には半透過半反射型フィルムがメッキされており、前記半透過半反射型フィルムの透過率をＴ、前記半透過半反射型フィルムの反射率をＦと定義したときに、以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
４０．００％≦Ｔ≦６０．００％
４０．００％≦Ｆ≦６０．００％

【請求項6】

前記反射型偏光フィルム層の透過率は、９５％以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。

【請求項7】

前記光学モジュールの光学歪曲収差は、３５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。

【請求項8】

前記光学モジュールの色収差は、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。

【請求項9】

前記光学モジュールの屈折度の調整範囲は、０～７Ｄであることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。

【請求項10】

ＶＲ機器であって
請求項１～９のいずれか１項に記載の光学モジュールを含むことを特徴とするＶＲ機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、仮想現実の技術分野に関し、特にスマートフォン、デジタルカメラなどの携帯端末装置、モニター、ＰＣレンズなどの撮像装置に適用される撮像光学モジュールに関するものである。

【背景技術】

【0002】

仮想現実技術（ｖｉｒｔｕａｌ ｒｅａｌｉｔｙ、ＶＲ）は、コンピューター技術を中心に光電センシング技術と結び付けて、リアルな視覚、聴覚、触覚、嗅覚を一体化させた特定範囲内の仮想環境を発生させる。ユーザーは、ＶＲ機器を使うと、自然に仮想世界でのオブジェクトとリアルタイムにリアルインタラクティブを行い、臨場感と体験を生み出すことができる。

【0003】

仮想現実デバイスの軽量化を実現するため、折りたたみ光路システムを採用することが一般的である。光路を折りたたむ方式を使っているため、既存の小型軽量化されたＶＲ折りたたみ光路システムには、Ｅｙｅｂｏｘが小さく、ＦＯＶが小さく、屈折度が調整ができなく、屈折度が調整できても、調節構造が複雑であるとともに、屈折度の調整範囲が小さいという問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の問題に対して、本発明は、Ｅｙｅｂｏｘが小さく、ＦＯＶが小さく、屈折度が調整できなく、屈折度が調整できても、調節構造が複雑であるとともに、屈折度の調整範囲が小さいという既存の光学モジュールの問題を解決する光学モジュール及びＶＲ機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の技術的課題を解決するために、本発明の実施例には、光学モジュールが提供され、この光学モジュールは、像側から物体側に向かって順に、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを備え、
前記第１レンズの像側の面には、複合フィルムが貼り付けられており、前記複合フィルムは、像側から物体側に向かって順に、反射型偏光フィルム層及び１／４波長板フィルム層を備え、
前記光学モジュールの焦点距離をｆ、前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３、前記光学モジュールのレンズの最大半径をＭＡＸ ＳＤ、前記光学モジュールのアイボックスのサイズをＥｙｅｂｏｘと定義したときに、以下の関係式を満たす。
１．００≦ｆ２３／ｆ≦１．５０
ＭＡＸ ＳＤ≦２７．００ｍｍ
Ｅｙｅｂｏｘ≧１２．００＊１２．００ｍｍ

【0006】

本発明の１つの実施例によれば、前記第１レンズの像側の面は、平面であり、前記第２レンズの像側の面と物体側の面は、いずれも非球面である。

【0007】

本発明の１つの実施例によれば、前記光学モジュールの画角をＦＯＶと定義したときに、以下の関係式を満たす。
９０．００°≦ＦＯＶ≦１１０．００°

【0008】

本発明の１つの実施例によれば、前記光学モジュールの光学全長をＴＴＬと定義したときに、以下の関係式を満たす。
ＴＴＬ≦１５．００ｍｍ
ＴＴＬ／ｆ≦０．７０

【0009】

本発明の１つの実施例によれば、前記第３レンズの物体側の面には半透過半反射型フィルムがメッキされており、前記半透過半反射型フィルムの透過率をＴ、前記半透過半反射型フィルムの反射率をＦと定義したときに、以下の関係式を満たす。
４０．００％≦Ｔ≦６０．００％
４０．００％≦Ｆ≦６０．００％

【0010】

本発明の１つの実施例によれば、前記反射型偏光フィルム層の透過率は、９５％以上である。

【0011】

本発明の１つの実施例によれば、前記光学モジュールの光学歪曲収差は、３５％以下である。

【0012】

本発明の１つの実施例によれば、前記光学モジュールの色収差は、１００μｍ以下である。

【0013】

本発明の１つの実施例によれば、前記光学モジュールの屈折度の調整範囲は、０～７Ｄである。

【0014】

上記の技術的課題を解決するために、本発明の実施形態では、上記の光学モジュール１０を含んだＶＲ機器がさらに提供される。

【発明の効果】

【0015】

本発明の有益な効果は、本発明で提供された光学モジュールが第１レンズの像側の面に複合フィルムを貼り付けて、光路おりたたみ構造を形成し、光学モジュールの体積を減らし、３枚のレンズを用いて光路折り返しに関与し、光学全長を大幅に短縮し、ＶＲ機器における光学モジュールの小型化、軽量化のニーズを満たしており、Ｅｙｅｂｏｘ≧１２．００＊１２．００ｍｍで、ユーザーが面倒な調整なしに最適な位置で良い表示効果を見ることができ、体験感がより良くなり、ＦＯＶを増やし、ＦＯＶが９０．００°～１１０．００°に達し、ＶＲユーザーの没入感がより良く、屈折度が調整可能で、近視ユーザーに優れた表示体験を提供し、２．００～２．３０インチのディスプレイに適用できるということである。

【図面の簡単な説明】

【0016】

本発明の実施例における技術考案をより明確に説明し、以下、実施例の説明に必要な図面を簡単に説明する。明らかに、以下の図面の説明が、本発明のいくつかの実施例のみを説明するためのものであり、当業者にとっては、創造的な努力を払わなくて、これらの図面からほかの図面も得られる。そのうち、

【図1】図１は、本発明の実施形態１の光学モジュールの構成を示す図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態１の光学モジュールの構成を示す図である。

【図3】図３は、実施形態１の光学モジュールの屈折度０での光路図である。

【図4】図４は、実施形態１における光学モジュールの屈折度０でのＭＴＦ図である。

【図5】図５は、実施形態１における光学モジュールの屈折度０での像面湾曲図と歪曲収差を示す図である。

【図6】図６は、実施形態１における光学モジュールの屈折度０での縦軸色収差を示す図である。

【図7】図７は、実施形態１における光学モジュールの屈折度０でのスポット図である。

【図8】図８は、実施形態１の光学モジュールの眼球運動±４での光路図である。

【図9】図９は、実施形態１の光学モジュールの眼球運動±４でのＭＴＦ図である。

【図10】図１０は、実施形態１の光学モジュールの眼球運動±４での像面湾曲図と歪曲収差を示す図である。

【図11】図１１は、実施形態１における光学モジュールの眼球運動±４での縦軸色収差を示す図である。

【図12】図１２は、実施形態１における光学モジュールの眼球運動±４でのスポット図である。

【図13】図１３は、実施形態１の光学モジュールの屈折度４Ｄでの光路図である。

【図14】図１４は、実施形態１の光学モジュールの屈折度４ＤでのＭＴＦ図である。

【図15】図１５は、実施形態１の光学モジュールの屈折度４Ｄでの像面湾曲図と歪曲収差を示す図である。

【図16】図１６は、実施形態１における光学モジュールの屈折度４Ｄでの縦軸色収差を示す図である。

【図17】図１７は、実施形態１における光学モジュールの屈折度４Ｄでのスポット図である。

【図18】図１８は、実施形態１の光学モジュールの屈折度７Ｄでの光路図である。

【図19】図１９は、実施形態１の光学モジュールの屈折度７ＤでのＭＴＦ図である。

【図20】図２０は、実施形態１の光学モジュールの屈折度７Ｄでの像面湾曲図と歪曲収差を示す図である。

【図21】図２１は、実施形態１における光学モジュールの屈折度７Ｄでの縦軸色収差を示す図である。

【図22】図２２は、実施形態１における光学モジュールの屈折度７Ｄでのスポット図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の目的、技術方案及び利点をより明確にするために、以下に、図面を参照しながら本発明の各実施形態を詳しく説明する。ただ、本発明の各実施形態において、本発明に対する理解を便宜にするために、多くの技術的細部まで記載されているが、これらの技術的細部及び以下の各実施形態に基づく各種の変化及び修正がなくても、本発明が保護しようとする技術方案を実現可能であることは、当業者にとっては自明なことである。
実施形態１

【0018】

図１に示すように、本発明の実施例１は、光学モジュール１０を提供する。この光学モジュール１０は、３つのレンズを備える。具体的には、この光学モジュール１０は、像側から物体側に向かって順に、第１レンズＰ１、第２レンズＰ２及び第３レンズＰ３を備える。

【0019】

第１レンズＰ１の像側の面には、複合フィルム１１が貼り付けられており、複合フィルム１１は、像側から物体側に向かって順に、反射型偏光フィルム層（図示せず）及び１／４波長板フィルム層（図示せず）を備えている。本実施例の光学モジュール１０は、第１レンズＰ１の像側の面に複合フィルム１１を貼り付けて光路折りたたみ構造を形成し、光学モジュール１０の体積を減らしており、３枚のレンズを採用して光路折り返しに関与することで、光学全長を大幅に短縮し、ＶＲ機器における光学モジュール１０の小型化、軽量化の使用ニーズを満たしている。

【0020】

第３レンズＰ３の物体側の面には半透過半反射型フィルム１２がメッキされている。半透過半反射型フィルム１２の反射によって形成された反射光束は、第３レンズＰ３でより反射されやすくなり、光の損失を回避し、反射効率を高め、結像の輝度を確保する。

【0021】

図２に示すように、像側から物体側に向かって、像側１０１、反射型偏光フィルム層１０２、１／４波長板フィルム層１０３、第１レンズＰ１、第２レンズＰ２、第３レンズＰ３、半透過半反射型フィルム１２及び物体側１０４を順に含んだ光学モジュール１０を提供している。本実施例の光路折り返し原理は、物体側１０４の光が第３レンズＰ３、第２レンズＰ２、第１レンズＰ１及び１／４波長板フィルム層１０３を順に通過して、反射型偏光フィルム層１０２の反射によって反射光を形成し、反射光が１／４波長板フィルム層１０３、第１レンズＰ１、第２レンズＰ２及び第３レンズＰ３を順に通過し、第３レンズＰ３の物体側の面における半透過半反射型フィルム１２の反射によって２次反射光を形成し、２次反射光が第３レンズＰ３、第２レンズＰ２、第１レンズＰ１、１／４波長板フィルム層１０３及び反射型偏光フィルム層１０２を順に通過して像側１０１に届くということである。実際、光線の伝播経路には、第１レンズＰ１の像側の面に１／４波長板フィルム層１０３及び反射型偏光フィルム層１０２を貼り付けることにより、第１レンズＰ１と反射型偏光フィルム層１０２との間を輸送する偏光を偏光補償し、反射型偏光フィルム層１０２に入射する偏光が対応する直線偏光となるようにして、レンズの複屈折効果による偏光解消を効果的に補償することができ、ゴーストを解消し、ライティングエフェクトを確保し、結像品質を高め、ユーザーの視聴効果を改善するのに寄与する。

【0022】

さらに、第１レンズＰ１、第２レンズＰ２及び第３レンズＰ３の材質は、透明で光を伝達できるものであればよく、ここで限定しない。本実施例では、第１レンズＰ１、第２レンズＰ２及び第３レンズＰ３のうち、少なくとも１つの材質がプラスチック材質である。もう１つの実施例では、第１レンズＰ１、第２レンズＰ２及び第３レンズＰ３のうち、少なくとも１つの材質がガラス材質である。ガラス材質に比べて、プラスチック材質の方が好ましく、プラスチック材質の使用寿命がより長く、ガラスが易損品であり、外力によって割れやすい。

【0023】

本実施例では、第１レンズＰ１の像側の面は、平面であり、第２レンズＰ２の像側の面と物体側の面は、いずれも非球面である。非球面設計によって、表示画像のフォーカス位置を調整し、表示画像の色収差と歪曲収差を低減し、結像品質を高めることができる。

【0024】

本実施例では、半透過半反射型フィルム１２の透過率をＴ、半透過半反射型フィルム１２の反射率をＦと定義しており、４０．００％≦Ｔ≦６０．００％、４０．００％≦Ｆ≦６０．００％という関係式を満たしている。関係式で定められた範囲内では、光の反射効率を高め、結像の輝度を確保するのに役立つ。

【0025】

本実施例では、反射型偏光フィルム層の透過率は、９５％以上である。この範囲内において、光の反射効率を高め、結像品質を向上させるのに役立つ。

【0026】

本実施例では、光学モジュール１０の焦点距離をｆ、第２レンズＰ２と第３レンズＰ３の合成焦点距離をｆ２３、光学モジュール１０のレンズの最大半径をＭＡＸ ＳＤ、光学モジュール１０のアイボックスのサイズをＥｙｅｂｏｘと定義しており、１．００≦ｆ２３／ｆ≦１．５０、ＭＡＸ ＳＤ≦２７．００ｍｍ、Ｅｙｅｂｏｘ≧１２．００＊１２．００ｍｍという関係式を満たしている。関係式で定められた範囲内において、ユーザーは、面倒な調整をせずに最適な位置で良い表示効果を見ることができ、体験感がよくなり、画角を拡大し、視覚効果を高めることができる。この実施例におけるアイボックスのサイズは、光学モジュール１０の入射瞳径と眼球運動範囲の和であり、レンズ設計の制限によって、眼球運動範囲が増えるにつれて、結像も低下する。本実施例では、眼球運動が±４の場合、光学モジュール１０の全視野の性能が良好であり、ＶＲ機器の位置調整がよくない場合のユーザー表示体験を向上させている。

【0027】

本実施例では、光学モジュール１０の画角をＦＯＶと定義しており、９０．００°≦ＦＯＶ≦１１０．００°という関係式を満たしている。関係式で定められた範囲内では、ＶＲユーザーの没入感がより良くなる。

【0028】

本実施例では、光学モジュール１０の光学全長をＴＴＬと定義しており、ＴＴＬ≦１５．００ｍｍ、ＴＴＬ／ｆ≦０．７０という関係式を満たしている。関係式で定められた範囲内では、極薄化の実現に寄与する。

【0029】

本実施例では、光学モジュール１０の光学歪曲収差は、３５％以下である。

【0030】

本実施例では、光学モジュール１０の色収差は、１００μｍ以下である。

【0031】

本実施例では、光学モジュール１０の屈折度の調整範囲は、０～７Ｄであり、近視ユーザーに優れた表示体験を提供する。

【0032】

上記の関係を満たす場合、光学モジュール１０は、２．００～２．３０インチのディスプレイに適用されることができる。

【0033】

本発明の実施形態１では、一実施例の光学モジュール１０の設計パラメータは、Ｅｙｅｂｏｘが１２．００＊１２．００ｍｍで、ｆ２３／ｆが１．２６で、ＭＡＸ ＳＤが２６．２０ｍｍで、ＴＴＬが１４．６９５ｍｍで、ＴＴＬ／ｆが０．６１で、ＦＯＶが１０５°で、光学歪曲収差が３５％で、色収差が１００μｍで、ディスプレイのサイズが２．１インチであることである。

【0034】

表１、表２及び表３は、本発明の実施形態１に係る光学モジュール１０の設定データを示す。

【0035】

表１は、本発明の実施形態１に係る光学モジュール１０における各光学モジュールの設定データを示す。

【0036】

ここで、各符号の意味は、以下の通りである。
Ｒ ：光学面の曲率半径、レンズの場合は中心曲率半径
Ｒ１ ：第１レンズＰ１の像側の面の曲率半径
Ｒ２ ：第１レンズＰ１の物体側の面の曲率半径
Ｒ３ ：第２レンズＰ２の像側の面の曲率半径
Ｒ４ ：第２レンズＰ２の物体側の面の曲率半径
Ｒ５ ：第３レンズＰ３の像側の面の曲率半径
Ｒ６ ：第３レンズＰ３の物体側の面の曲率半径
ｄ ：レンズの軸上厚み及びレンズ間の軸上距離
ｄ０ ：像面から第１レンズＰ１の物体側の面までの軸上距離
ｄ１ ：第１レンズＰ１の軸上厚み
ｄ２ ：第１レンズＰ１の物体側の面から第２レンズＰ２の像側の面までの軸上距離
ｄ３ ：第２レンズＰ２の軸上厚み
ｄ４ ：第２レンズＰ２の物体側の面から第３レンズＰ３の像側の面までの軸上距離
ｄ５ ：第３レンズＰ３の軸上厚み
ｄ６ ：第３レンズＰ３の物体側の面から物面までの軸上距離
ｄ７ ：第３レンズＰ３の軸上厚み
ｄ８ ：第２レンズＰ２の物体側の面から第３レンズＰ３の像側の面までの軸上距離
ｄ９ ：第２レンズＰ２の軸上厚み
ｄ１０ ：第１レンズＰ１の物体側の面から第２レンズＰ２の像側の面までの軸上距離
ｄ１１ ：第１レンズＰ１の軸上厚み
ｄ１２ ：第１レンズＬ１の物体側の面から第２レンズＰ２の像側の面までの軸上距離
ｄ１３ ：第２レンズＰ２の軸上厚み
ｄ１４ ：第２レンズＰ２の物体側の面から第３レンズＰ３の像側の面までの軸上距離
ｄ１５ ：第３レンズＰ３の軸上厚み
ｄ１６ ：第３レンズＰ３の物体側の面から物面までの軸上距離
ＴＴＬ ：第１レンズＰ１の像側の面から第３レンズＰ３の物体側の面までの軸上距離
ＳＤ ：レンズ半径
ｎｄ ：ｄ線の屈折率
ｎｄ１ ：第１レンズＰ１のｄ線の屈折率
ｎｄ２ ：第２レンズＰ２のｄ線の屈折率
ｖｄ ：アッベ数
ｖ１ ：第１レンズＰ１のアッベ数
ｖ２ ：第２レンズＰ２のアッベ数

【0037】

表２は、本発明の実施形態１に係る光学モジュール１０における非球面係数の設計値を示す。

【0038】

表３は、本発明の実施形態１に係る光学モジュール１０における非球面係数の設計値を示す

【0039】

ここで、ｋは円錐係数であり、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６、Ａ１８、Ａ２０、Ａ２２、Ａ２４、Ａ２６、Ａ２８、Ａ３０は非球面係数であり、ｒは非球面曲線上の点と光軸との垂直距離であり、ｚは非球面深さ（非球面における光軸から離れた距離がｒである点と、非球面光軸上の頂点に接する接平面との垂直距離）である。

【0040】

ｚ＝（ｃｒ^２）／［１＋｛１－（ｋ＋１）（ｃ^２ｒ^２）｝^１／２］＋Ａ４ｘ^４＋Ａ６ｘ^６＋Ａ８ｘ^８＋Ａ１０ｘ^１０＋Ａ１２ｘ^１２＋Ａ１４ｘ^１４＋Ａ１６ｘ^１６＋Ａ１８ｘ^１８＋Ａ２０ｘ^２０ （１）

【0041】

各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式（１）で表される非球面を使用しているが、本発明は、この式（１）の非球面多項式に限定されるものではない。

【0042】

図４、９、１４、１９は、それぞれ実施形態１における光学モジュール１０の屈折度０、眼球運動±４、屈折度４Ｄ及び屈折度７ＤでのＭＴＦ図であり、Ｔは子午線方向が２５線対／ｍｍで測定されたＭＴＦ曲線であり、Ｓはサジタル方向が２５線対／ｍｍで測定されたＭＴＦ曲線である。

【0043】

図５、図１０、図１５、図２０は、波長５４０ｎｍの光がそれぞれ実施形態１における光学モジュール１０を通過するとき、屈折度０、眼球運動±４、屈折度４Ｄ及び屈折度７Ｄでの像面湾曲図と歪曲収差を示す図であり、ここで、Ｔは子午線方向の像面湾曲、Ｓは子午線方向の像面湾曲である。

【0044】

図６は、波長６３０ｎｍ、５４０ｎｍ、４５０ｎｍの光が実施形態１における光学モジュール１０を通過するとき、屈折度０での縦軸色収差をそれぞれ示したものであり、図１１は、波長６３０ｎｍ、５４０ｎｍ、４５０ｎｍの光が実施形態１における光学モジュール１０を通過するとき、眼球運動±４での縦軸色収差をそれぞれ示したものであり、図１６は、波長６３０ｎｍ、５４０ｎｍ、４５０ｎｍの光が実施形態１における光学モジュール１０を通過するとき、屈折度４Ｄでの縦軸色収差をそれぞれ示したものであり、図２１は、波長６３０ｎｍ、５４０ｎｍ、４５０ｎｍの光が実施形態１における光学モジュール１０を通過するとき、屈折度７Ｄでの縦軸色収差をそれぞれ示したものである。

【0045】

図７は、波長６３０ｎｍ、５４０ｎｍ、４５０ｎｍの光が実施形態１における光学モジュール１０を通過するとき、屈折度０でのスポット図をそれぞれ示したものであり、図１２は、波長６３０ｎｍ、５４０ｎｍ、４５０ｎｍの光が実施形態１における光学モジュール１０を通過するとき、眼球運動±４でのスポット図をそれぞれ示したものであり、図１７は、波長６３０ｎｍ、５４０ｎｍ、４５０ｎｍの光が実施形態１における光学モジュール１０を通過するとき、屈折度４Ｄでのスポット図をそれぞれ示したものであり、図２２は、波長６３０ｎｍ、５４０ｎｍ、４５０ｎｍの光が実施形態１における光学モジュール１０を通過するとき、屈折度７Ｄでのスポット図をそれぞれ示したものである。

【0046】

本発明はまた、実施形態１における光学モジュール１０の異なる屈折度での光学性能について試験を行った。図２～図２１に示すように、本発明の実施形態１で提供された光学モジュール１０は、像面湾曲と歪曲収差を効果的に補正し、画質を高めることができるだけでなく、高解像度を実現し、高品質な結像要求を満たすことができる。Ｅｙｅｂｏｘのエッジ、すなわちＥｙｅ Ｓｈｉｆｔ＝±４では、レンズの全視野の性能が良好であり、ＶＲ機器の位置調整が良くない場合のユーザー表示体験を向上させることができ、０～７Ｄ屈折度の調整が可能であり、近視ユーザーに優れた表示体験を提供する。
実施形態２

【0047】

本発明の実施形態２では、上記の光学モジュール１０を含んだＶＲ機器を提供する。光学モジュール１０の具体的な構成は、上記の実施形態１を参考することができるが、本ＶＲ機器は、上記のあらゆる実施例の全ての技術的手段を採用しているため、少なくとも上記の実施形態の技術的手段による全ての有益な効果を備えている。ここでは繰り返して説明する必要がない。

【0048】

上記の各実施形態は本発明を実現するための具体的な実施形態であるが、実際の応用において、本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく、形式及び細部に対する種々の変更を行うことができることは、当業者であれば理解できるはずである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【手続補正書】

【提出日】2024-05-02

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

ＶＲ機器に適用される光学モジュールであって、
前記光学モジュールは、像側から物体側に向かって順に、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズから構成され、
前記第１レンズの像側の面には、複合フィルムが貼り付けられており、前記複合フィルムは、像側から物体側に向かって順に、反射型偏光フィルム層及び１／４波長板フィルム層を備え、
前記光学モジュールの焦点距離をｆ、前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３、前記光学モジュールのレンズの最大半径をＭＡＸ ＳＤ、前記光学モジュールのアイボックスのサイズをＥｙｅｂｏｘと定義したときに、以下の関係式を満たすことを特徴とする光学モジュール。
１．００≦ｆ２３／ｆ≦１．５０
ＭＡＸ ＳＤ≦２７．００ｍｍ
Ｅｙｅｂｏｘ≧１２．００＊１２．００ｍｍ