投影光学系统及具有其的增强现实眼镜技术方案

本发明专利技术公开一种投影光学系统及具有其的增强现实眼镜，所述投影光学系统包括第一镜组，所述第一镜组由四个透镜组成，由物侧至像侧依序为：具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜，具有负光焦度的第三透镜以及具有正光焦度的第四透镜，四个透镜的物侧表面与像侧表面均为非球面结构。另外所述第一透镜与所述第二透镜的焦距满足关系0.5

Projection optical system and augmented reality glasses with it

The present invention discloses a projection optical system and an augmented reality glasses thereof. The projection optical system comprises a first lens group, which consists of four lenses in sequence from object side to image side: a first lens with positive focal power, a second lens with positive focal power, a third lens with negative focal power and a fourth lens with positive focal power, and four transmittances. The object side surface and image side surface of the mirror are aspherical. In addition, the focal length of the first lens and the second lens satisfies a relationship of 0.5.

【技术实现步骤摘要】
投影光学系统及具有其的增强现实眼镜
本专利技术涉及投影成像领域，尤其涉及一种投影光学系统及具有其的增强现实眼镜。
技术介绍
投影系统广泛地应用于投影仪及增强现实(AugmentedReality，AR)眼镜中，现有的投影系统中，主要是通过不同的镜片组合降低光学系统的像差，提高分辨率，从而实现良好的成像质量。尤其是对于AR眼镜来说，过多的镜片组合会导致投影系统的尺寸变大，不利于AR眼镜的小型化发展。目前AR眼镜的投影光学系统中为了保证成像质量，通常会采用五枚或五枚以上的镜片进行组合，较多的镜片会使AR眼镜尺寸增大，重量增加，并且会导致增加投影光学系统中的光线转折，影响整个光学系统的照度，无法满足AR眼镜小型化的要求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种投影光学系统及具有其的增强现实眼镜，旨在解决现有技术中投影光学系统体积过大，投影光学系统照度低的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种投影光学系统，所述投影光学系统包括第一镜组，所述第一镜组用于提高所述投影光学系统的照度，所述第一镜组由四个透镜组件组成，由物侧至像侧依序为：具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧表面为凸非球面结构，像侧表面为凹非球面结构；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧表面为凸非球面结构，像侧表面为凸非球面结构；具有负光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧表面为凹非球面结构，像侧表面为凸非球面结构；具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧表面为凹非球面结构，像侧表面为凸非球面结构；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及将所述第四透镜的光轴位于同一条直线上，并满足以下关系：0.5<f1/f2<25；-5<f3/f4<0；其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距。可选地，所述投影光学系统满足以下关系：0.2<C1/C2<2；0.2<C3/C4<2；其中，C1为所述第一透镜的中心厚度，C2为所述第二透镜的中心厚度，C3为所述第三透镜的中心厚度，C4为所述第四透镜的中心厚度。可选地，所述投影光学系统满足以下关系：1<A1/A3<10；0.01<A2/TTL<0.1；0.2<EFFL/TTL<1；其中，A1为所述第一透镜的像侧面与所述第二透镜的物侧面沿光轴上的间隔距离，A2为所述第二透镜的像侧面与所述第三透镜的物侧面沿光轴上的间隔距离，A3为所述第三透镜的像侧面与所述第四透镜的物侧面沿光轴上的间隔距离，EFFL为所述投影光学系统的焦距，TTL为所述投影光学系统的光学总长。可选地，所述投影光学系统满足以下关系：Vd1≥55，Vd2≥55，Vd3≤30，Vd4≥55；其中，所述Vd1为所述第一透镜的阿贝数，所述Vd2为所述第二透镜的阿贝数，所述Vd3为所述第三透镜的阿贝数，所述Vd4为所述第四透镜的阿贝数。可选地，所述第一透镜为环烯烃聚合物。可选地，所述第二透镜为环烯烃聚合物。可选地，所述第三透镜为环状聚烯树脂。可选地，所述第四透镜为环烯烃聚合物。可选地，所述投影光学系统还包括光阑，直角棱镜，偏振分光棱镜以及像面；其中，所述光阑与所述直角棱镜设于所述第一镜组靠近所述物侧的一侧，所述偏振分光棱镜与所述像面设于所述第一镜组靠近所述像侧的一侧；光线从所述光阑穿过后进入所述直角棱镜，并在所述直角棱镜的斜面反射后射出所述直角棱镜，进入所述第一镜组，从所述第一镜组射出的光线在经过所述偏振分光棱镜后到达所述像面。为实现上述目的，本申请提出一种增强现实眼镜，所述增强现实眼镜包括如上述任一种实施方式所述的投影光学系统。本专利技术提出的技术方案中，所述投影光学系统包括第一镜组，所述第一镜组由四个透镜组成，由物侧至像侧依序为：具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜，具有负光焦度的第三透镜以及具有正光焦度的第四透镜，四个透镜的物侧表面与像侧表面均为非球面结构。另外所述第一透镜与所述第二透镜的焦距满足关系0.5<f1/f2<25；所述第三透镜与所述第四透镜的焦距满足关系-5<f3/f4<0。相比于现有技术中使用五枚或五枚以上的镜片组合形成的投影光学系统，所述第一镜组通过四个透镜进行组合，有效地减小了投影光学系统的尺寸，减少了光线在光学系统中的转折次数，解决了现有投影光学系统尺寸较大，并且导致投影光学系统照度低的问题。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为本专利技术投影光学系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例1的轴向球差图；图3为本专利技术实施例1的垂轴色差图；图4为本专利技术实施例1的场曲与光学畸变图；图5为本专利技术实施例1的调制传递函数图；图6为本专利技术实施例2的轴向球差图；图7为本专利技术实施例2的垂轴色差图；图8为本专利技术实施例2的场曲与光学畸变图；图9为本专利技术实施例2的调制传递函数图。附图标号说明：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投影光学系统及具有其的增强现实眼镜。请参照图1，所述投影光学系统包括第一镜组100，所述第一镜组100用于提高所述投影光学系统的照度，所述第一镜组100由四个透镜组件组成，由物侧至像侧依序为：具有正光焦度的第一透镜10，所述第一透镜10的物侧表面为凸非球面结构，像侧表面为凹非球面结构；具有正光焦度的第二透镜20，所述第二透镜20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影光学系统，其特征在于，所述投影光学系统包括第一镜组，所述第一镜组用于提高所述投影光学系统的照度，所述第一镜组由四个透镜组件组成，由物侧至像侧依序为：具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧表面为凸非球面结构，像侧表面为凹非球面结构；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧表面为凸非球面结构，像侧表面为凸非球面结构；具有负光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧表面为凹非球面结构，像侧表面为凸非球面结构；具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧表面为凹非球面结构，像侧表面为凸非球面结构；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及将所述第四透镜的光轴位于同一条直线上，并满足以下关系：0.5

【技术特征摘要】
1.一种投影光学系统，其特征在于，所述投影光学系统包括第一镜组，所述第一镜组用于提高所述投影光学系统的照度，所述第一镜组由四个透镜组件组成，由物侧至像侧依序为：具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧表面为凸非球面结构，像侧表面为凹非球面结构；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧表面为凸非球面结构，像侧表面为凸非球面结构；具有负光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧表面为凹非球面结构，像侧表面为凸非球面结构；具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧表面为凹非球面结构，像侧表面为凸非球面结构；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及将所述第四透镜的光轴位于同一条直线上，并满足以下关系：0.5<f1/f2<25；-5<f3/f4<0；其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距。2.如权利要求1所述的投影光学系统，其特征在于，所述投影光学系统满足以下关系：0.2<C1/C2<2；0.2<C3/C4<2；其中，C1为所述第一透镜的中心厚度，C2为所述第二透镜的中心厚度，C3为所述第三透镜的中心厚度，C4为所述第四透镜的中心厚度。3.如权利要求1所述的投影光学系统，其特征在于，所述投影光学系统满足以下关系：1<A1/A3<10；0.01<A2/TTL<0.1；0.2<EFFL/TTL<1；其中，A1为所述第一透镜的像侧面与所述第二透镜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵望妮，陈静，聂红星，
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