本发明专利技术公开一种高像素、超薄化、大广角光学系统及头戴式设备，主要由6枚透镜构成，镜片枚数合理，结构简单，通过合理地分配光学成像系统的最大视场角与第一透镜E1物侧面至成像面的轴上距离的比值范围，使光学系统在保持小尺寸的情况下进一步拥有广角特性，提升光学系统的成像质量，具有高像素，大广角的优势，同时，大光圈的配置可增加光学系统的进光量及更高的成像质量，使得头戴式光学系统在头戴式设备市场具有更大的竞争力。备市场具有更大的竞争力。备市场具有更大的竞争力。
【技术实现步骤摘要】
一种高像素、超薄化、大广角光学系统及头戴式设备
[0001]本申请涉及光学成像领域，尤其是一种用于头戴式光学系统中的高像素、超薄化、大广角光学系统及其应用的头戴式设备。
技术介绍
[0002]近年来，增强现实(Augmented Rea l ity，AR)技术及虚拟现实(Vi rtua lRea l ity，VR)技术等在例如头戴式设备中得到了应用并快速发展起来。增强现实技术和虚拟现实技术的核心部件均是光学系统。光学系统显示效果的好坏将直接决定着头戴式设备的质量。常规的头戴式设备中，除了眼部、面部表情、手部的光学系统外，还有头部追踪功能的光学系统，它可以用于追踪用户的头部运动，然后根据记录的数据移动放映的图像，使其可以与头部运动的位置相匹配。目前所应用的头部追踪光学系统，其像素较低，视场角范围不够大，如何在实现高像素的同时，增大光学系统的视场角极为重要，能够使产品在市场中将具有更大的竞争力。
技术实现思路
[0003]为克服现有应用于头戴式设备的光学系统，普遍存在像素较低、视场角范围不够大的问题，本申请一方面提供了一种高像素、超薄化、大广角光学系统，具有高像素，大广角的优势，可增加光学系统的进光量及更高的成像质量。
[0004]一种高像素、超薄化、大广角光学系统，沿光轴从物面到像面依次由第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜构成；
[0005]所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，其光焦度为负；
[0006]所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面，其光焦度为正；
[0007]所述第三透镜的物侧面与为凸面；
[0008]所述第五透镜的物侧面为凸面，其光焦度为正；
[0009]所述第六透镜的物侧面为凹面，其光焦度为负；
[0010]该光学系统满足如下条件：
[0011]f/EPD<2.0；
[0012]16deg/mm<FOV/TTL<19deg/mm；
[0013]其中，f为光学系统的有效焦距,EPD为光学系统的入瞳直径,FOV为光学系统的最大视场角，TTL为第一透镜物侧面至光学系统成像面的轴上距离。
[0014]如上所述的高像素、超薄化、大广角光学系统，该光学系统满足如下条件：
[0015]‑
5.1<(f5
‑
f6)/(f5+f6)<
‑
3.5；
[0016]‑
5.0<f1*f5/f<
‑
2.7；
[0017]其中，f1为第一透镜的有效焦距，f5为第五透镜的有效焦距,f6为第六透镜的有效焦距，f为光学系统的有效焦距。
[0018]如上所述的高像素、超薄化、大广角光学系统，该光学系统满足如下条件：
[0019]‑
11<2*(R1+R2)/(R2+R3)<
‑
7.7；
[0020]0.9<(R11+R12)/(R11
‑
R12)<1.8；
[0021]其中，R1为第一透镜物侧面的曲率半径，R2为第一透镜像侧面的曲率半径,R3为第二透镜物侧面的曲率半径，R11为第六透镜物侧面的曲率半径，R12为第六透镜像侧面的曲率半径。
[0022]如上所述的高像素、超薄化、大广角光学系统，该光学系统满足如下条件：
[0023]‑
2.8<f5/R3<
‑
1.5；
[0024]‑
4.5<2*f6/R12<
‑
2.9；
[0025]其中，R3为第二透镜物侧面的曲率半径，R12为第六透镜像侧面的曲率半径，f5为第五透镜的有效焦距，f6为第六透镜的有效焦距。
[0026]如上所述的高像素、超薄化、大广角光学系统，第四透镜和第五透镜有效组合焦距f45和光学系统的有效焦距f满足：1.3<f45/f<3.2。
[0027]如上所述的高像素、超薄化、大广角光学系统，该光学系统满足如下条件：
[0028]3.5<DT11/SAG1<4.4；
[0029]8<5*(SAG1
‑
SAG3)/(SAG1+SAG3)<11；
[0030]1.7<(CT1+CT6)/(SAG1+SAG11)<3.2；
[0031]其中，DT11为第一透镜物侧面的最大的有效半径,SAG1为第一透镜物侧面最大有效通光孔径处至第一透镜物侧面与光轴的交点平行于光轴方向上的距离，SAG3为第二透镜物侧面最大有效通光孔径处至第二透镜物侧面与光轴的交点平行于光轴方向上的距离，SAG11为第六透镜物侧面最大有效通光孔径处至第六透镜物侧面与光轴的交点平行于光轴方向上的距离，CT1为第一透镜在光轴上的中心厚度，CT6为第六透镜在光轴上的中心厚度。
[0032]如上所述的高像素、超薄化、大广角光学系统，所述第一透镜为球面透镜，第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜为非球面透镜。
[0033]如上所述的高像素、超薄化、大广角光学系统，所述第一透镜物侧面的最大的有效半径DT11≤4.2mm；和/或
[0034]所述光学系统的F数为2.0。
[0035]如上所述的高像素、超薄化、大广角光学系统，该光学系统的全视场角FOV、光学总长TTL满足：160
°
≤FOV≤180
°
，TTL≤9.6mm。
[0036]另一方面，本申请实施例还提供一种头戴式设备。
[0037]一种头戴式设备，至少包括光学镜头，光学镜头内安装有上述的高像素、超薄化、大广角光学系统。
[0038]与现有技术相比，本申请的有益效果如下：
[0039]本专利技术实施例之光学系统和头戴式设备，主要由6枚透镜构成，镜片枚数合理，结构简单，通过合理地分配光学成像系统的最大视场角与第一透镜E1物侧面至成像面的轴上距离的比值范围，使光学系统在保持小尺寸的情况下进一步拥有广角特性，提升光学系统的成像质量，具有高像素，大广角的优势，同时，大光圈的配置可增加光学系统的进光量及更高的成像质量，使得头戴式光学系统在头戴式设备市场具有更大的竞争力。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0041]图1是本申请实施例1光学系统或头戴式设备的结构示意图；
[0042]图2是本申请实施例1光学系统或头戴式设备的轴上色差、像散和畸变曲线图；
[0043]图3是本申请实施例2光学系统或头戴式设备的结构示意图；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高像素、超薄化、大广角光学系统，沿光轴从物面到像面依次由第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜构成，其特征在于：所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，其光焦度为负；所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面，其光焦度为正；所述第三透镜的物侧面与为凸面；所述第五透镜的物侧面为凸面，其光焦度为正；所述第六透镜的物侧面为凹面，其光焦度为负；该光学系统满足如下条件：f/EPD<2.0；16deg/mm<FOV/TTL<19deg/mm；其中，f为光学系统的有效焦距,EPD为光学系统的入瞳直径,FOV为光学系统的最大视场角，TTL为第一透镜物侧面至光学系统成像面的轴上距离。2.根据权利要求1所述的高像素、超薄化、大广角光学系统，其特征在于，该光学系统满足如下条件：
‑
5.1<(f5
‑
f6)/(f5+f6)<
‑
3.5；
‑
5.0<f1*f5/f<
‑
2.7；其中，f1为第一透镜的有效焦距，f5为第五透镜的有效焦距,f6为第六透镜的有效焦距，f为光学系统的有效焦距。3.根据权利要求1所述的高像素、超薄化、大广角光学系统，其特征在于，该光学系统满足如下条件：
‑
11<2*(R1+R2)/(R2+R3)<
‑
7.7；0.9<(R11+R12)/(R11
‑
R12)<1.8；其中，R1为第一透镜物侧面的曲率半径，R2为第一透镜像侧面的曲率半径,R3为第二透镜物侧面的曲率半径，R11为第六透镜物侧面的曲率半径，R12为第六透镜像侧面的曲率半径。4.根据权利要求1所述的高像素、超薄化、大广角光学系统，其特征在于，该光学系统满足如下条件：
‑
2.8<f5/R3<
‑
1.5；
‑
4...
【专利技术属性】
技术研发人员：游兴海，潘正江，杨松林，
申请(专利权)人：弘景光电仙桃科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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