本申請(qǐng)涉及光學(xué)成像，特別是涉及一種人工眼光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(extended?reality，xr)設(shè)備在游戲、軍事、教育、交通和醫(yī)藥等行業(yè)中迅速增長(zhǎng)，人們對(duì)xr設(shè)備顯示質(zhì)量的測(cè)量需求也隨之增強(qiáng)。通常情況下，人們希望能通過(guò)一種客觀手段來(lái)實(shí)現(xiàn)人眼直觀感受的評(píng)價(jià)，因此人眼所能感知到的亮度、色度、圖像、事件，都被作為xr設(shè)備顯示質(zhì)量測(cè)量的重要考核標(biāo)準(zhǔn)。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，基于光學(xué)成像系統(tǒng)，并利用前置光闌模擬人眼光瞳，通過(guò)待測(cè)xr設(shè)備的出瞳與該前置光闌相匹配，實(shí)現(xiàn)xr設(shè)備顯示圖像的測(cè)量；然而在實(shí)際應(yīng)用中，該光學(xué)成像系統(tǒng)僅具備成像功能，且整個(gè)光學(xué)成像系統(tǒng)的空間狹窄只有一條測(cè)量光路，因此無(wú)法同時(shí)接入用于實(shí)現(xiàn)亮度和色度測(cè)量的相關(guān)傳感器組件，進(jìn)而導(dǎo)致xr設(shè)備顯示質(zhì)量的測(cè)量是片面局部的；可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的光學(xué)成像系統(tǒng)存在局限性，無(wú)法全面測(cè)量xr設(shè)備的顯示質(zhì)量。

3、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的光學(xué)成像系統(tǒng)存在局限性，無(wú)法全面測(cè)量xr設(shè)備顯示質(zhì)量的問(wèn)題，目前還沒(méi)有提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種人工眼光學(xué)系統(tǒng)。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N人工眼光學(xué)系統(tǒng)，所述人工眼光學(xué)系統(tǒng)包括光學(xué)采集組件以及信號(hào)感測(cè)組件；

3、所述光學(xué)采集組件包括從物側(cè)到像側(cè)依次排布的角膜鏡組、孔徑光闌以及常規(guī)鏡組；外界光線經(jīng)所述光學(xué)采集組件傳播至所述信號(hào)感測(cè)組件；所述角膜鏡組具有負(fù)光焦度；所述常規(guī)鏡組包括第一鏡組、第二鏡組、第三鏡組、調(diào)焦鏡組以及分光鏡組；所述第一鏡組、第二鏡組以及第三鏡組均具有正光焦度；所述第一鏡組包括第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡；所述第二鏡組包括第五透鏡、第六透鏡以及第七透鏡；所述第五透鏡和第六透鏡構(gòu)成膠合鏡組；所述第三鏡組包括第八透鏡；所述調(diào)焦鏡組包括液態(tài)透鏡，用于調(diào)節(jié)光焦度；所述分光鏡組包括分光棱鏡，用于對(duì)入射光線進(jìn)行分光處理；

4、所述信號(hào)感測(cè)組件設(shè)置于所述光學(xué)采集組件形成的光路上，用于接收所述光學(xué)采集組件傳輸?shù)墓饩€。

5、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述角膜鏡組包括第一透鏡；所述第一透鏡具有負(fù)光焦度，且所述第一透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凹面。

6、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)感測(cè)組件包括圖像事件感知傳感器以及光譜儀；

7、外界光線經(jīng)光學(xué)采集組件后，形成第一分光光線以及第二分光光線；

8、所述圖像事件感知傳感器設(shè)置于所述第一分光光線的光路上，用于接收第一分光光線；

9、所述光譜儀設(shè)置于所述第二分光光線的光路上，用于接收第二分光光線。

10、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述圖像事件感知傳感器為aps和dvs二合一傳感器。

11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述光學(xué)采集組件還包括：視場(chǎng)光闌、光纖耦入接口以及光纖；

12、沿所述第二分光光線的傳播方向依次設(shè)置所述視場(chǎng)光闌以及光纖耦入接口；所述光纖耦入接口經(jīng)所述光纖與所述光譜儀連接；所述第二分光光線依次經(jīng)所述視場(chǎng)光闌、光線耦入接口以及光纖傳輸至所述光譜儀。

13、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述光學(xué)采集組件還包括：會(huì)聚鏡組；

14、所述會(huì)聚鏡組沿所述第二分光光線的傳播方向設(shè)置于所述分光鏡組與所述視場(chǎng)光闌之間；所述第二分光光線依次經(jīng)所述會(huì)聚鏡組、視場(chǎng)光闌、光線耦入接口以及光纖傳輸至所述光譜儀。

15、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述光學(xué)采集組件按照從物側(cè)到像側(cè)的順序依次排布所述角膜鏡組、孔徑光闌、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、調(diào)焦鏡組、第八透鏡以及分光鏡組；

16、所述人工眼光學(xué)系統(tǒng)滿足ttl/imgh≤6.6；其中，ttl為所述光學(xué)采集組件中最靠近物側(cè)的透鏡表面到所述光學(xué)采集組件的成像表面在光軸上的距離，imgh為全視場(chǎng)角下的像面高度。

17、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二透鏡具有負(fù)光焦度，且所述第二透鏡的物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凹面；

18、所述第三透鏡具有正光焦度，且所述第三透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面；

19、所述第四透鏡具有正光焦度，且所述第四透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面；

20、所述第五透鏡具有負(fù)光焦度，且所述第五透鏡的物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凸面；

21、所述第六透鏡具有正光焦度，且所述第六透鏡的物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凸面；

22、所述第七透鏡為雙膠合透鏡；所述雙膠合透鏡包括依次膠合的凸凹透鏡和雙凸透鏡；所述凸凹透鏡以及雙凸透鏡均具有負(fù)光焦度；

23、所述第八透鏡具有正光焦度，且所述第八透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凹面。

24、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述光學(xué)采集組件按照從物側(cè)到像側(cè)的順序依次排布所述角膜鏡組、孔徑光闌、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、分光鏡組、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、調(diào)焦鏡組以及第八透鏡；

25、所述人工眼光學(xué)系統(tǒng)滿足ttl/imgh≤5.9；其中，ttl為所述光學(xué)采集組件中最靠近物側(cè)的透鏡表面到所述光學(xué)采集組件的成像表面在光軸上的距離，imgh為全視場(chǎng)角下的像面高度。

26、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二透鏡具有正光焦度，且所述第二透鏡的物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凹面；

27、所述第三透鏡具有負(fù)光焦度，且所述第三透鏡的物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凸面；

28、所述第四透鏡具有正光焦度，且所述第四透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面；

29、所述第五透鏡具有負(fù)光焦度，且所述第五透鏡的物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凹面；

30、所述第六透鏡具有負(fù)光焦度，且所述第六透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面；

31、所述第七透鏡具有正光焦度，且所述第七透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面；

32、所述第八透鏡具有正光焦度，且所述第八透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面。

33、上述人工眼光學(xué)系統(tǒng)，包括光學(xué)采集組件以及信號(hào)感測(cè)組件；其中，光學(xué)采集組件包括從物側(cè)到像側(cè)依次排布的角膜鏡組、孔徑光闌以及常規(guī)鏡組；外界光線經(jīng)光學(xué)采集組件傳播至信號(hào)感測(cè)組件；其中，角膜鏡組具有負(fù)光焦度；常規(guī)鏡組包括第一鏡組、第二鏡組、第三鏡組、調(diào)焦鏡組以及分光鏡組；第一鏡組、第二鏡組以及第三鏡組均具有正光焦度；第一鏡組包括第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡；第二鏡組包括第五透鏡、第六透鏡以及第七透鏡；第五透鏡和第六透鏡構(gòu)成膠合鏡組；第三鏡組包括第八透鏡；調(diào)焦鏡組包括液態(tài)透鏡，用于調(diào)節(jié)光焦度；分光鏡組包括分光棱鏡，用于對(duì)入射光線進(jìn)行分光處理；信號(hào)感測(cè)組件設(shè)置于光學(xué)采集組件形成的光路上，用于接收光學(xué)采集組件傳輸?shù)墓饩€；基于此，本申請(qǐng)人工眼光學(xué)系統(tǒng)不僅能夠仿生人眼生理結(jié)構(gòu)，還能利用光學(xué)采集組件將入射光線分為多路光線并傳輸至信號(hào)感測(cè)組件，基于信號(hào)感測(cè)組件分別對(duì)多路光線進(jìn)行測(cè)量，以模擬人眼對(duì)視野范圍內(nèi)多種信息進(jìn)行綜合感知，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)xr設(shè)備顯示質(zhì)量的全面測(cè)量。

技術(shù)特征：

1.一種人工眼光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述人工眼光學(xué)系統(tǒng)包括光學(xué)采集組件以及信號(hào)感測(cè)組件；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工眼光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工眼光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)感測(cè)組件包括圖像事件感知傳感器以及光譜儀；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人工眼光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像事件感知傳感器為aps和dvs二合一傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人工眼光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)采集組件還包括：視場(chǎng)光闌、光纖耦入接口以及光纖；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人工眼光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)采集組件還包括：會(huì)聚鏡組；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工眼光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)采集組件按照從物側(cè)到像側(cè)的順序依次排布所述角膜鏡組、孔徑光闌、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、調(diào)焦鏡組、第八透鏡以及分光鏡組；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的人工眼光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工眼光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)采集組件按照從物側(cè)到像側(cè)的順序依次排布所述角膜鏡組、孔徑光闌、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、分光鏡組、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、調(diào)焦鏡組以及第八透鏡；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的人工眼光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種人工眼光學(xué)系統(tǒng)，人工眼光學(xué)系統(tǒng)包括光學(xué)采集組件以及信號(hào)感測(cè)組件；光學(xué)采集組件包括從物側(cè)到像側(cè)依次排布的角膜鏡組、孔徑光闌以及常規(guī)鏡組；外界光線經(jīng)光學(xué)采集組件傳播至信號(hào)感測(cè)組件；角膜鏡組具有負(fù)光焦度；常規(guī)鏡組包括第一鏡組、第二鏡組、第三鏡組、調(diào)焦鏡組以及分光鏡組；第一鏡組、第二鏡組以及第三鏡組均具有正光焦度；調(diào)焦鏡組包括液態(tài)透鏡，用于調(diào)節(jié)光焦度；分光鏡組包括分光棱鏡，用于對(duì)入射光線進(jìn)行分光處理；信號(hào)感測(cè)組件設(shè)置于光學(xué)采集組件形成的光路上，用于接收光學(xué)采集組件傳輸?shù)墓饩€；基于此，不僅能夠仿生人眼生理結(jié)構(gòu)，還能模擬人眼對(duì)視野范圍內(nèi)多種信息進(jìn)行綜合感知，實(shí)現(xiàn)XR設(shè)備顯示質(zhì)量的全面測(cè)量。

技術(shù)研發(fā)人員：姜安琪,郝希應(yīng),劉順志,蔣坤君
受保護(hù)的技術(shù)使用者：舜宇光學(xué)（浙江）研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240418
技術(shù)公布日：2025/4/7