Berechnung des Brennpunkts und der Größe des Objektivs für Head Mounted Displays

Ich versuche, ein einäugiges Head Mounted Display zu machen. Es wird ein Prototyp für die Anzeige von Informationen sein, während die Person andere Arbeiten erledigt. Der wichtige Teil ist, dass das virtuelle Bild des Bildschirms etwa 1 Meter vom Träger entfernt ist, sodass er seinen Fokus nicht viel anpassen muss, während er mit seinen Händen arbeitet.

Allerdings kann ich die Parameter meines Objektivs nicht herausfinden. Ich habe eine Grafik gemacht, um die Situation zu erklären:

hmd objektiv problem

Ich möchte, dass meine feste Bildschirmgröße das gesamte Sichtfeld abdeckt, F, B und möglicherweise C (einstellbar) können abgeleitet werden.

  • Kann man daraus mit der Linsenformel eine Funktion machen?
  • Mein Feld muss nicht perfekt flach sein, muss ich mir trotzdem Gedanken über seltsame optische Effekte machen, wenn ich nur eine bikonvexe Linse verwende?

Alle Tipps, wie ich meine Werte erhalten kann, sind sehr willkommen.

Ich würde mit dem Lesen dieses Artikels beginnen? vr-lens-lab.com/field-of-view-for-virtual-reality-headsets
Ich bin so weit gekommen, aber ich komme nicht in den Griff, die Abmessungen tatsächlich zu berechnen. Dieser Artikel zeigt nur die allgemeinen Zusammenhänge. Danke aber für den Vorschlag :)
Das Bild wird nicht von selbst angezeigt: Das dortige Zertifikat ist abgelaufen, und in vielen modernen Browsern verhindert das abgelaufene Zertifikat, dass der Browser das Bild anzeigt. Es wäre besser, https durch http zu ersetzen.
Seltsam, ich habe gerade den Stackexhange-Image-Uploader verwendet. Vielleicht etwas auf deiner Seite?

Antworten (2)

Es ist in der Tat ein interessantes Projekt.

Ich habe eine bessere Idee. Wenn Sie die konvexe Linse der Brennweite haben C , dann wird das Bild bei sein ∞ und dein Auge kann es leicht sehen. In diesem Fall wird die Vergrößerung sein F e j e F L . Normalerweise wird die Brennweite des Auges mit 55 mm angenommen und die Linse, die Sie benötigen, ist ~ 10 mm, dann ist die Vergrößerung von 5 da und man kann die kleinen Bilder deutlich sehen. Sie können sie auch als Lesebrille verwenden (oberer Teil mit 0-Brille und unterer Teil mit der konvexen Linse mit hoher Brechkraft).

Kleine Änderungen in der Fokussierung können vorgenommen werden, indem die Position des Anweisungspapiers relativ zum Objektiv mit einer Schraube oder etwas anderem angepasst wird.

Ich hoffe, das wird helfen

Grüße,

Ich bin mir nicht sicher, wo sich Ihr tatsächlicher, physischer Bildschirm befindet, aber nehmen wir an, dass er sich 1 cm rechts vom Objektiv befindet. Das heißt, Sie haben einen negativen Bildabstand.

Die einfache Gleichung dafür lautet 1/f=1/p+1/q
f=Brennweite
p=Objektabstand
q=Bildabstand

Dann hätten Sie
p=-1 cm
q=100 cm
f=-1,01 cm

Beachten Sie, dass die Brennweite negativ ist. Dies ist keine konvexe Linse, sondern konkav.

Eine solche Optik zu finden, wird schwierig, denke ich. Ich vermute auch, dass Sie sich mit asphärischen Linsen befassen müssen, was noch schwieriger sein wird.

Hey David, danke für die Antwort. Siehe das Bild, das ich bereitgestellt habe. Der Bildschirm ist C entfernt und D hoch und breit. Diese Objekt- und Bildformel scheint für Head Mounted Displays nicht zu funktionieren. Ich nehme an, das liegt daran, dass wir über das menschliche Auge sprechen, nicht über einen Bildschirm, auf den ein Bild projiziert werden kann. Nehmen Sie zum Beispiel das Oculus Rift, der Bildschirm ist nur wenige cm von der Linse entfernt. Irgendwie war eine stark konvexe Linse erforderlich, um das virtuelle Bild in 10 m Entfernung erscheinen zu lassen. Ich kann diese Formel nicht auf bestehende Lösungen anwenden und komme zum gleichen Schwerpunkt, den ihre Objektive haben. Vermisse ich etwas?
Berechnung des Brennpunkts und der Größe des Objektivs für Head Mounted Displays
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