[發明專利]光學系統及增強現實設備

有效

• 申請號: 202010121998.6
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111258069B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 聶紅星;趙望妮
• 申請（專利權）人: 歌爾光學科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

本發明公開一種光學系統及增強現實設備，所述光學系統沿光線傳輸方向依次包括顯示單元、第三透鏡、第二透鏡以及第一透鏡，所述第一透鏡和第三透鏡均具有正光焦度，所述第二透鏡具有負光焦度；所述第一透鏡包括第一表面與第二表面，所述第一表面為凹面非球面結構，所述第二表面為凸面非球面結構；所述第二透鏡包括第三表面與第四表面，所述第三表面為凸面非球面結構，所述第四表面為凹面非球面結構；所述第三透鏡包括第五表面與第六表面，所述第五表面為凸面非球面結構，所述第六表面為凸面非球面結構。本發明提供一種光學系統及增強現實設備，旨在解決現有技術中AR設備的體積較大，重量較重的問題。

技術領域

本發明涉及光學成像技術領域，尤其涉及一種光學系統及增強現實設備。

背景技術

可穿戴設備是光電成像領域的新型發展方向，其中增強現實設備作為可穿戴設備中的增強現實設備正在逐漸向輕量化，小型化的方向發展。

現有的AR設備中，光學系統是AR設備中的主要工作部件，其中，光學系統由顯示單元與鏡組組成，顯示單元發出的光線經過鏡組作用后傳輸至人眼，為了提高AR設備的成像質量，AR設備中的鏡組通常需要由多個透鏡組合使用，當透鏡個數較多時，會導致AR設備的體積增加，重量增加。

發明內容

本發明提供一種光學系統及增強現實設備，旨在解決現有技術中AR設備的體積較大，重量較重的問題。

為實現上述目的，本發明提出了一種光學系統，所述光學系統沿光線傳輸方向依次包括顯示單元、第三透鏡、第二透鏡以及第一透鏡，所述第一透鏡和第三透鏡均具有正光焦度，所述第二透鏡具有負光焦度；

所述第一透鏡包括遠離所述顯示單元的第一表面以及靠近所述顯示單元的第二表面，所述第一表面為凹面結構，所述第二表面為凸面結構；

所述第二透鏡包括遠離所述顯示單元的第三表面以及靠近所述顯示單元的第四表面，所述第三表面為凸面結構，所述第四表面為凹面結構；

所述第三透鏡包括遠離所述顯示單元的第五表面以及靠近所述顯示單元的第六表面，所述第五表面為凸面結構，所述第六表面為凸面結構。

可選的，所述光學系統滿足以下關系：

0.6≤f1/f3≤2；0.5≤f1/f≤2；-1≤f2/f≤-0.3；0.5≤f3/f≤1；

其中，所述f為所述光學系統的焦距，所述f1為所述第一透鏡的焦距，所述f2為所述第二透鏡的焦距，所述f3為所述第三透鏡的焦距。

可選的，所述光學系統滿足以下關系：

0.4≤T1/T3≤1；0.2≤T2/T3≤0.8；0.05≤T3/TTL≤0.15；

其中，所述T1為所述第一透鏡沿光軸方向的鏡片厚度，所述T2為所述第二透鏡沿光軸方向的鏡片厚度，所述T3為所述第三透鏡沿光軸方向的鏡片厚度。

可選的，所述光學系統滿足以下關系：

0.1D11.5；0.5D22.5；

其中，所述D1為所述第二表面與所述第三表面沿光軸方向的距離，所述D2為所述第四表面與所述第五表面沿光軸方向的距離。

可選的，所述光學系統滿足以下關系：

1≤(R21+R22)/(R21-R22)≤3.5；0.1≤(R31+R32)/(R31-R32)≤1；

其中，

所述R21為所述第三表面的曲率半徑，

所述R22為所述第四表面的曲率半徑，

所述R31為所述第五表面的曲率半徑，