一种光学系统及显示设备技术方案

本发明专利技术公开一种光学系统及显示设备，光学系统包括显示单元与镜组，镜组包括第一透镜与第二透镜；第一透镜包括第一工作表面与第二工作表面；第二透镜包括第三工作表面与第四工作表面；第一工作表面为凸面且为非球面结构，并镀有分光膜；第三工作表面为凹面；显示单元发出的光线从第一工作表面后进入第一透镜，依次经过第二工作表面以及第三工作表面，在第四工作表面发生反射后，再依次经过第三工作表面以及第二工作表面，光线在第一工作表面发生反射，再依次经过第二工作表面以及第三工作表面，最终从第四工作表面射出第二透镜后进入人眼。本发明专利技术解决了现有技术中VR产品中的光学系统尺寸大，导致VR产品尺寸及重量大，用户佩戴舒适性差的问题。

An Optical System and Display Equipment

【技术实现步骤摘要】
一种光学系统及显示设备
本专利技术涉及光学
，尤其涉及一种光学系统及显示设备。
技术介绍
现有的光学系统主要是由显示单元与镜组组成，其中，随着虚拟现实(VirtualReality，VR)产品的不断发展，对VR产品中的光学系统也有了更高的要求。目前的VR产品逐渐向小型化、轻量化、大视场的方向发展，现有的VR产品光学系统中，镜组通常采用单一的双曲面透镜或菲涅尔透镜，镜组与显示屏的距离较远，从而导致增大了VR产品的重量及尺寸，严重影响用户的佩戴舒适性。
技术实现思路
本专利技术提供一种光学系统及显示设备，旨在解决现有技术中VR产品中的光学系统尺寸大，导致VR产品尺寸及重量大，用户佩戴舒适性差的问题。为实现上述目的，本专利技术提出了一种光学系统，所述光学系统包括显示单元与镜组，所述镜组包括第一透镜与第二透镜，其中，所述第一透镜设于所述显示单元与所述第二透镜之间；所述第一透镜包括靠近所述显示单元的第一工作表面以及远离所述显示单元的第二工作表面；所述第二透镜包括靠近所述第一透镜的第三工作表面以及远离所述第一透镜的第四工作表面；所述第一透镜的所述第一工作表面为凸面且为非球面结构，且镀有分光膜；所述第二透镜的所述第三工作表面为凹面；所述第二透镜的第四工作表面沿远离所述显示单元的方向上依次设有第一1/4波片以及反射式偏振片，其中所述第一1/4波片与所述反射式偏振片的透射轴的夹角为45度；所述显示单元发出的光线经过所述第一工作表面后进入所述第一透镜，并从所述第二工作表面射出后，从所述第三工作表面进入所述第二透镜，光线在所述第四工作表面反射后，从所述第三工作表面射出所述第二透镜，并从所述第二工作表面进入所述第一透镜，光线在所述第一工作表面发生反射后，再次从所述第二工作表面射出所述第一透镜，并从所述第三工作表面进入所述第二透镜后，最终从所述第四工作表面射出所述第二透镜后进入人眼。可选地，所述第一工作表面的顶点曲率半径小于所述第三工作表面的曲率半径。可选地，所述显示单元靠近所述第一透镜一侧设有第二1/4波片。可选地，所述第二1/4波片的快轴方向与所述第一1/4波片的快轴方向相同。可选地，所述显示单元还包括第一透射式偏振片，所述第一透射式偏振片设于所述显示单元与所述第二1/4波片之间，且所述第一透射式偏振片的透射轴与所述第二1/4波片的夹角为45度。可选地，所述第一透射式偏振片的两侧分别与所述第二1/4波片以及所述显示单元胶合连接。可选地，所述反射式偏振片远离所述第一1/4波片一侧还设有第二透射式偏振片，所述反射式偏振片的透射轴与所述第二透射式偏振片的透射轴方向相同。可选地，所述光学系统还包括增透片，所述增透片设于所述第一1/4波片靠近所述反射式偏振片的一侧；或者，所述增透片设于所述第一1/4波片远离所述反射式偏振片的一侧；或者，所述增透片设于所述第二透射式偏振片远离所述反射式偏振片的一侧。可选地，所述第一1/4波片、所述增透片、所述反射式偏振片以及所述第二透射式偏振片依次胶合连接；或者，所述第一1/4波片、所述反射式偏振片、所述第二透射式偏振片以及所述增透片依次胶合连接；或者，所述增透片、所述第一1/4波片、所述反射式偏振片以及所述第二透射式偏振片依次胶合连接。为实现上述目的，本申请提出一种显示设备，所述显示设备包括如上述任一项实施方式所述的光学系统。本专利技术提出的技术方案中，所述光学系统包括显示单元与镜组，所述镜组包括第一透镜与第二透镜，其中，所述第一透镜设于所述显示单元与所述第二透镜之间；所述显示单元的中心与所述第一透镜以及所述第二透镜的光轴共线；所述第一透镜包括靠近所述显示单元的第一工作表面以及远离所述显示单元的第二工作表面；所述第二透镜包括靠近所述第一透镜的第三工作表面以及远离所述第一透镜的第四工作表面；所述显示单元发出的光线经过所述第一工作表面后进入所述第一透镜，并从所述第二工作表面射出后，从所述第三工作表面进入所述第二透镜，光线在所述第四工作表面反射后，从所述第三工作表面射出所述第二透镜，并从所述第二工作表面进入所述第一透镜，光线在所述第一工作表面发生反射后，再次从所述第二工作表面射出所述第一透镜，并从所述第三工作表面进入所述第二透镜后，最终从所述第四工作表面射出所述第二透镜后进入人眼。通过所述第一透镜与所述第二透镜对所述光学系统的光路进行折叠，在不改变所述光学系统的总光程时，有效地减小了所述镜组与所述显示单元的距离。减小了光学系统的尺寸，从而解决了现有技术中VR产品中的光学系统尺寸大，导致VR产品尺寸及重量大，用户佩戴舒适性差的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术光学系统的结构示意图；图2为本专利技术光学系统的光路示意图；图3为本专利技术第一实施例的垂轴色差图。附图标号说明：标号名称标号名称10显示单元212第二工作表面20镜组22第二透镜21第一透镜221第三工作表面211第一工作表面222第四工作表面本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。本专利技术提供一种光学系统及显示设备。请参照图1与图2，所述光学系统包括显示单元10与镜组20，所述镜组20包括第一透镜21与第二透镜22，其中，所述第一透镜21设于所述显示单元10与所述第二透镜22之间；所述第一透镜21包括靠近所述显示单元10的第一工作表面211以及远离所述显示单元10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学系统，其特征在于，所述光学系统包括显示单元与镜组，所述镜组包括第一透镜与第二透镜，其中，所述第一透镜设于所述显示单元与所述第二透镜之间；所述第一透镜包括靠近所述显示单元的第一工作表面以及远离所述显示单元的第二工作表面；所述第二透镜包括靠近所述第一透镜的第三工作表面以及远离所述第一透镜的第四工作表面；所述第一透镜的所述第一工作表面为凸面且为非球面结构，且镀有分光膜；所述第二透镜的所述第三工作表面为凹面；所述第二透镜的第四工作表面沿远离所述显示单元的方向上依次设有第一1/4波片以及反射式偏振片，其中所述第一1/4波片与所述反射式偏振片的透射轴的夹角为45度；所述显示单元发出的光线经过所述第一工作表面后进入所述第一透镜，并从所述第二工作表面射出后，从所述第三工作表面进入所述第二透镜，光线在所述第四工作表面反射后，从所述第三工作表面射出所述第二透镜，并从所述第二工作表面进入所述第一透镜，光线在所述第一工作表面发生反射后，再次从所述第二工作表面射出所述第一透镜，并从所述第三工作表面进入所述第二透镜后，最终从所述第四工作表面射出所述第二透镜后进入人眼。

【技术特征摘要】
1.一种光学系统，其特征在于，所述光学系统包括显示单元与镜组，所述镜组包括第一透镜与第二透镜，其中，所述第一透镜设于所述显示单元与所述第二透镜之间；所述第一透镜包括靠近所述显示单元的第一工作表面以及远离所述显示单元的第二工作表面；所述第二透镜包括靠近所述第一透镜的第三工作表面以及远离所述第一透镜的第四工作表面；所述第一透镜的所述第一工作表面为凸面且为非球面结构，且镀有分光膜；所述第二透镜的所述第三工作表面为凹面；所述第二透镜的第四工作表面沿远离所述显示单元的方向上依次设有第一1/4波片以及反射式偏振片，其中所述第一1/4波片与所述反射式偏振片的透射轴的夹角为45度；所述显示单元发出的光线经过所述第一工作表面后进入所述第一透镜，并从所述第二工作表面射出后，从所述第三工作表面进入所述第二透镜，光线在所述第四工作表面反射后，从所述第三工作表面射出所述第二透镜，并从所述第二工作表面进入所述第一透镜，光线在所述第一工作表面发生反射后，再次从所述第二工作表面射出所述第一透镜，并从所述第三工作表面进入所述第二透镜后，最终从所述第四工作表面射出所述第二透镜后进入人眼。2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一工作表面的顶点曲率半径小于所述第三工作表面的曲率半径。3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述显示单元靠近所述第一透镜一侧设有第二1/4波片。4.如权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春，赵博刚，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37