AR / VR 鏡頭

AR / VR 仿人眼鏡頭

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專為測試頭戴式設備的近眼顯示器(NED)而設計 VR / AR / MR 頭戴式裝置(HMD)

VR / AR 仿人眼鏡頭

VR / AR 仿人眼鏡頭:產品示意圖
VR / AR 仿人眼鏡頭產品示意(原始型錄頁 6)

VR/AR 仿人眼鏡頭的突破

VR/AR 仿人眼鏡頭設計模擬人眼的大小、位置與視野。不同於一般光圈位於鏡頭內部的傳統鏡頭, 本系列鏡頭的光圈位於鏡頭前方,在無遮擋的情況下可以蒐集到 NED 完整的視場, 視場最大可以達到 120°。4mm 的光圈尺寸也與人眼瞳孔大小匹配, 使量測系統在等同於人眼觀看時相同條件下對 NED 進行量測。

應用設備(Application)

VR/AR 仿人眼鏡頭是模擬人眼光學特徵,專門設計用於頭戴式虛擬實境(VR)、 增強現實(AR)、混合現實(MR)內近眼顯示器(NED)量測測試鏡頭。

產品特點(Key Features)

  • 模擬人眼在 VR、AR、MR 設備中的位置。
  • 入瞳直徑 4mm。
  • 視野高達 ±60°(合計 120°)。
  • 最高支援 1.51 億像素、靶面對角線 66.7mm 的感測器。
  • 標準 M72 介面,另有 M58 介面。
傳統鏡頭與仿人眼鏡頭的光路對照示意
光路對照:傳統鏡頭 vs VR/AR 仿人眼鏡頭(原始型錄頁 6)

傳統鏡頭:光圈位於鏡頭內部,光線容易被遮擋,無法獲得完整視場。
VR/AR 仿人眼鏡頭:光圈位於鏡頭前方,降低遮擋,可獲得類似人眼的完整視場。

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測試 VR/AR 的近眼顯示器所面臨的挑戰

人類對於顯示品質的視覺感知應該被認為是 NED 光學量測的標準。 與人眼一致,NED 量測裝置應該模擬人眼在 HMD 中的位置,同時擁有人類的視野, 具有類似人眼的光學特徵,具體的一些挑戰如下:

1. 出瞳距離小

在非常近距離的位置觀看顯示器。出於營造沉浸式體驗,整個顯示器充滿人眼的視野, 導致顯示器透鏡的出瞳距離(r)需要非常小,一般在 12mm 到 20mm 之間。 這對測試裝置的前端尺寸提出了很大的挑戰。

出瞳距離小:幾何示意圖
示意:s(鏡片尺寸)/ v(FOV)/ b(適眼區)/ r(出瞳距離)(原始型錄頁 7)

2. 精準匹配瞳孔位置

在狹小的頭戴式設備中觀察顯示器。NED 一般在頭戴式(HMD)內部, 必須將量測系統置於人眼觀察時相同的位置。量測系統的入射光瞳(光圈) 必須模擬人眼瞳孔在 HMD 內部對應位置,以觀測到完整的視場。

精準匹配瞳孔位置:頭戴式設備觀察示意
精準匹配瞳孔位置(原始型錄頁 7)

3. 視場角大

在大視角下觀看顯示器。由於人類雙眼的水平視場大概是 114° - 120°, 目前主流 VR 產品的顯示視場實現了 100° - 120°。這對量測裝置的光學鏡頭設計提出了很高的要求。

市面上各大 VR 眼鏡的視場角
市面上各大 VR 眼鏡的視場角(原始型錄頁 7)

4. 分辨率高

觀察分辨率非常高的顯示器。為了整個顯示器上創造視覺的真實感,NED 必須提供更多的像素。 2022 年上市的 VR 產品的單眼分辨率達到 2160x2160,如果需要觀察亞像素, VR/AR 仿人眼鏡頭需要支援 6489x6480 以上分辨率的相機。 這都要求量測裝置的分辨率達到很高的水準。

某品牌 VR 眼鏡參數
某品牌 VR 眼鏡參數(原始型錄頁 7)
圖檔放置:頁 7 的四張圖請對應放入 p7_ch1.png / p7_ch2.png / p7_ch3.png / p7_ch4.png

VR/AR 仿人眼鏡頭的應對方案

VR/AR 仿人眼鏡頭是專門設計用以應對以上挑戰的產品。 VR/AR 仿人眼鏡頭配合工業相機或者成像色度計可以用於 VR/AR 製造中多個環節。

1. Pancake 鏡頭組裝

VR/AR 鏡頭可以用於兩片或者三片鏡片 Pancake 的 AA 設備。

2. Pancake 鏡頭虛像距量測

Pancake 鏡頭虛像距量測。

3. NED 模組組裝

VR/AR 仿人眼鏡頭可以用於 NED 和 Pancake 鏡片的 AA、組裝等。

4. NED 模組量測

配合工業相機可以量測 NED 模組的清晰度、畸變、FOV 角度、亮度均勻度、虛像距;
配合成像色度計可以量測 NED 模組的色度、亮度、對比度、均勻性、Mura(污點)、像素和線條缺陷等。

5. 頭戴式設備整機檢測

配合工業相機可以量測 NED 模組的清晰度、畸變、FOV 角度、亮度均勻度、虛像距;
配合成像色度計可以量測 NED 模組的色度、亮度、對比度、均勻性、Mura(污點)等。

AR 仿人眼鏡頭

AR 仿人眼鏡頭:產品示意圖
AR 仿人眼鏡頭外觀(原始型錄頁 8)

產品特點

  • 適用於 AR 光機模組的和整機檢測。
  • 兼容 Rx 處方鏡片測試;3125mm 超大後截距,適用於各類應用拓展。
AR 仿人眼鏡頭:結構尺寸圖
結構尺寸圖(原始型錄頁 8)

技術規格(HTML 表格)

型號 VA60-57-B
視場角 60°
匹配圖像感測器尺寸(對角線) ∅56.85~57.47mm
有效焦距 -51.47~-52.57mm
後焦距 130.00mm
入瞳直徑 4.0mm
工作距離 250mm~+∞
主射線角 ≤ 4.5°
相對照度 ≥ 72%
最大失真 6.40%
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VR 仿人眼鏡頭

VR 仿人眼鏡頭:產品示意圖
VR 仿人眼鏡頭外觀(原始型錄頁 9)

產品特點

  • 通過光圈前置設計,入瞳直徑 3.6mm。
  • 大視場角,最高支援 140°。
  • 通用介面設計,兼容各靶面相機。
  • 支援雙目測試效率倍增。
VR 仿人眼鏡頭:結構尺寸圖
結構尺寸圖(原始型錄頁 9)

技術規格(HTML 表格)

型號 VA140-44 / VA140-44-90
視場角 140°
光路類型 VA140-44:直列式;VA140-44-90:90° 轉折式
鏡頭介面 通用介面
匹配圖像感測器尺寸(對角線) 兼容各尺寸
光圈(位於鏡頭前面) 3.6mm
分辨率 >80 lp/mm
調焦方式 手動
可檢測 NED 分辨率 單目 1080、2K、4K、6K

相機介面 / 感測器相容(HTML 表格)

相機介面(Connector) Optical Dist (mm) 感測器(Sensor) Diagonal Size (mm) DFOV (°) Camera Connector
M58×0.75 11.48 35MM 43.5 138 LT0137-5P-M-01
M58×0.75 28 KAI50140 51.7 140 LT0137-5P-M-02
M72×0.75 19.55 KAI47051 44 140 LT0137-5P-M-03
M72×0.75 19.55 16K 57.3 140 LT0137-5P-M-03
M72×0.75 19.55 IMX461/1E 57.3 140 LT0137-5P-M-03
M72×0.75 19.55 IMX411/1.5E 66.7 140 LT0137-5P-M-03
F-Mount 46.5 35M 43.5 138 LT0137-5P-M-04(F Mount(1 視清))
F-Mount 46.5 71M 38 121 LT0137-5P-M-04(F Mount(1 視清))
F-Mount 46.5 1.75" 28.1 89 LT0137-5P-M-04(F Mount(1 視清))
C-Mount 17.256 1" 15.9 50 LT0137-5P-M-05
C-Mount 17.256 1.1" 17.5 56 LT0137-5P-M-05
C-Mount 17.256 1.2" 19.3 61 LT0137-5P-M-05
C-Mount 17.256 1.3" 20.4 65 LT0137-5P-M-05
C-Mount 17.256 4/3" 22.66 72 LT0137-5P-M-05
CS-Mount 12.5 1" 15.9 50 LT0137-5P-M-05 + LT-C2CS Mount
CS-Mount 12.5 1.1" 17.5 56 LT0137-5P-M-05 + LT-C2CS Mount
CS-Mount 12.5 1.2" 19.3 61 LT0137-5P-M-05 + LT-C2CS Mount
CS-Mount 12.5 1.3" 20.4 65 LT0137-5P-M-05 + LT-C2CS Mount
CS-Mount 12.5 4/3" 22.66 72 LT0137-5P-M-05 + LT-C2CS Mount
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