本申请公开了一种目视系统及包括该目视系统的VR设备，包括镜筒和装配于镜筒内的、沿光轴由第一侧至第二侧依序排列的第一元件组和第二元件组，其中，第一元件组具有正光焦度，包括反射式偏光元件、四分之一波板和第一透镜；第二元件组包括具有正光焦度或负光焦度的第二透镜；第一元件组与第二元件组之间具有抵设于第一透镜的第二侧面的第一间隔元件。第一元件组的有效焦距FG1、第一透镜在光轴上的中心厚度CT1、四分之一波板在光轴上的中心厚度CTQ以及镜筒的第一侧端面至第一间隔元件的第一侧面沿光轴的距离EP01满足0.8<FG1/(CT1+CTQ+EP01)<2.0。CTQ+EP01)<2.0。CTQ+EP01)<2.0。
【技术实现步骤摘要】
目视系统及包括该目视系统的VR设备
[0001]本申请涉及光学元件领域，更具体地，涉及一种目视系统和包括该目视系统的VR设备。
技术介绍
[0002]虚拟现实技术(VR)是20世纪发展起来的一项全新的实用技术，在游戏、视频、直播、教育、医疗等多个领域均有应用。虚拟现实技术能够计算生成模拟现实环境，通过成像系统使虚像进入人眼，从而使用户沉浸在该环境中。因此，VR系统中的成像系统尤为重要。
[0003]然而，常规成像系统中的非球面或菲涅尔镜片，体积都较大，难以让用户获得良好的使用体验。针对这种情况，本领域技术人员致力于研发一种光学系统，期望通过合理设计镜片、间隔元件以及镜筒等构成系统的各个光学组件的相关参数及结构形式等，可以实现光路的折反，压缩系统的体积、减小本体的高度，同时，还可以使成像质量明显提升，从而让用户可以更好地沉浸在虚拟现实的环境当中，提高用户在使用VR系统时的体验。
技术实现思路
[0004]本申请提供了一种目视系统，该目视系统可包括镜筒和装配于所述镜筒内的、沿光轴由第一侧至第二侧依序排列的第一元件组和第二元件组，其中，所述第一元件组具有正光焦度，包括反射式偏光元件、四分之一波板和第一透镜；所述第二元件组包括第二透镜，所述第二透镜具有正光焦度或负光焦度；所述第一元件组与所述第二元件组之间具有第一间隔元件，且所述第一间隔元件抵设于所述第一透镜的第二侧面。所述第一元件组的有效焦距FG1、所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1、所述四分之一波板在所述光轴上的中心厚度CTQ以及所述镜筒的第一侧端面至所述第一间隔元件的第一侧面沿所述光轴的距离EP01可满足：0.8<FG1/(CT1+CTQ+EP01)<2.0。
[0005]在一个实施方式中，所述镜筒的第二侧端面的内径d0m与所述第二透镜的第二侧面的曲率半径R4可满足：0.6<d0m/|R4|<1.4。
[0006]在一个实施方式中，所述第一间隔元件与所述第二透镜之间具有第一辅助间隔元件，且所述第一辅助间隔元件抵设于所述第一间隔元件的第二侧面，以及所述目视系统的有效焦距f、所述第一辅助间隔元件的第一侧面的外径D1bs与所述第一辅助间隔元件的第一侧面的内径d1bs可满足：2.2<f/(D1bs
‑
d1bs)<8.9。
[0007]在一个实施方式中，所述第一透镜与所述第二透镜在所述光轴上的空气间隔T12、所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2、所述第一间隔元件的第一侧面的外径D1s以及所述第一间隔元件的第一侧面的内径d1s可满足：0.8<(T12+CT2)/(D1s
‑
d1s)<4.5。
[0008]在一个实施方式中，所述第二元件组的有效焦距FG2、所述第一辅助间隔元件的第二侧面的内径d1bm与所述第一辅助间隔元件的第二侧面的外径D1bm可满足：1.1<|FG2|/(d1bm+D1bm)<3.1。
[0009]在一个实施方式中，所述第一元件组的有效焦距FG1、所述第一间隔元件的第二侧
面的外径D1m与所述第一间隔元件的第二侧面的内径d1m可满足：2.1<FG1/(D1m
‑
d1m)<7.7。
[0010]在一个实施方式中，所述镜筒的第一侧端面的外径D0s、所述镜筒的第一侧端面的内径d0s与所述目视系统的入瞳直径EPD可满足：0.4<(D0s
‑
d0s)/EPD<3.0。
[0011]在一个实施方式中，所述第一透镜的第一侧面至所述第二透镜的第二侧面沿所述光轴的距离TD、所述第一间隔元件沿所述光轴方向的最大厚度CP1与所述第一辅助间隔元件沿所述光轴方向的最大厚度CP1b可满足：2.6<TD/(CP1+CP1b)<5.0。
[0012]在一个实施方式中，所述第二元件组的有效焦距FG2与所述镜筒的第二侧端面的外径D0m可满足：1.8<|FG2|/D0m<5.4。
[0013]在一个实施方式中，所述镜筒沿所述光轴方向的最大高度L、所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1与所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2可满足：1.1<L/(CT1+CT2)<1.7。
[0014]在一个实施方式中，所述反射式偏光元件在所述光轴上的中心厚度CTR、所述四分之一波板在所述光轴上的中心厚度CTQ、所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1、所述镜筒的第一侧端面至所述第一间隔元件的第一侧面沿所述光轴的距离EP01以及所述目视系统的有效焦距f可满足：0.5<(CTR+CTQ+CT1+EP01)/f<1.1。
[0015]另一方面，本申请还提供了一种VR设备，该VR设备包括上述各个实施方式中的至少一个实施方式所提供的目视系统，其中，所述第一侧为人眼侧，所述第二侧为显示器侧。
[0016]本申请公开的目视系统包括装配于镜筒中的沿光轴由第一侧至第二侧依序排列的第一元件组和第二元件组，其中，第一元件组具有正光焦度，包括反射式偏光元件、四分之一波板和第一透镜；第二元件组包括具有光焦度的第二透镜；并且，第一元件组与第二元件组之间具有抵设于第一透镜的第二侧面的第一间隔元件；同时，控制第一元件组的有效焦距FG1、第一透镜在光轴上的中心厚度CT1、四分之一波板在光轴上的中心厚度CTQ以及镜筒的第一侧端面至第一间隔元件的第一侧面沿光轴的距离EP01满足条件式0.8<FG1/(CT1+CTQ+EP01)<2.0。本申请所公开的目视系统的这种设置，可以有利于控制第一透镜的形状，从而有利于压缩镜头组整体高度，使得整个透镜组更加紧凑，有利于小型化设计。
附图说明
[0017]结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
[0018]图1示出了根据本申请示例性实施方式的目视系统的结构及部分参数示意图；
[0019]图2、图3和图4分别示出了根据本申请实施例1的目视系统在三种实施方式下的结构示意图；
[0020]图5、图6和图7分别示出了实施例1的目视系统的轴上色差曲线、象散曲线和畸变曲线；
[0021]图8、图9和图10分别示出了根据本申请实施例2的目视系统在三种实施方式下的结构示意图；
[0022]图11、图12和图13分别示出了实施例2的目视系统的轴上色差曲线、象散曲线和畸变曲线；
[0023]图14、图15和图16分别示出了根据本申请实施例3的目视系统在三种实施方式下
的结构示意图；以及
[0024]图17、图18和图19分别示出了实施例3的目视系统的轴上色差曲线、象散曲线和畸变曲线。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.目视系统，其特征在于，包括镜筒和装配于所述镜筒内的、沿光轴由第一侧至第二侧依序排列的第一元件组和第二元件组，其中，所述第一元件组具有正光焦度，包括反射式偏光元件、四分之一波板和第一透镜；所述第二元件组包括具有正光焦度或负光焦度的第二透镜；所述第一元件组与所述第二元件组之间具有第一间隔元件，且所述第一间隔元件抵设于所述第一透镜的第二侧面；所述目视系统满足：0.8<FG1/(CT1+CTQ+EP01)<2.0，其中，FG1为所述第一元件组的有效焦距，CT1为所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度，CTQ为所述四分之一波板在所述光轴上的中心厚度，EP01为所述镜筒的第一侧端面至所述第一间隔元件的第一侧面沿所述光轴的距离。2.根据权利要求1所述的目视系统，其特征在于，所述镜筒的第二侧端面的内径d0m与所述第二透镜的第二侧面的曲率半径R4满足：0.6<d0m/|R4|<1.4。3.根据权利要求1所述的目视系统，其特征在于，所述第一间隔元件与所述第二透镜之间具有第一辅助间隔元件，且所述第一辅助间隔元件抵设于所述第一间隔元件的第二侧面，所述目视系统的有效焦距f、所述第一辅助间隔元件的第一侧面的外径D1bs与所述第一辅助间隔元件的第一侧面的内径d1bs满足：2.2<f/(D1bs
‑
d1bs)<8.9。4.根据权利要求1所述的目视系统，其特征在于，所述第一透镜与所述第二透镜在所述光轴上的空气间隔T12、所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2、所述第一间隔元件的第一侧面的外径D1s以及所述第一间隔元件的第一侧面的内径d1s满足：0.8<(T12+CT2)/(D1s
‑
d1s)<4.5。5.根据权利要求3所述的目视系统，其特征在于，所述第二元件组的有效焦距FG2、所述第一辅助间隔元件的第二侧面的内径d1bm与所述第一辅助间隔元件的第二侧面的外径D1bm满足：1.1<|FG2|/(d1bm+D1bm)&...
【专利技术属性】
技术研发人员：游金兴，张步康，张晓彬，金银芳，戴付建，赵烈烽，
申请(专利权)人：浙江舜宇光学有限公司，
类型：新型
国别省市：
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