【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光学成像技术，具体涉及一种光学系统及头戴式设备。
技术介绍
1、随着技术的进步和社会经济发展的需要，虚拟现实技术发展迅速，运用虚拟现实技术的头戴式设备(例如vr眼镜)应运而生。常规的头戴式设备中的光学系统包括多枚镜片、反射偏光结构及半透半反结构，反射偏光结构及半透半反结构贴设于多枚镜片不同的面上以实现光路的折返。当反射偏光结构所贴镜片的表面为非球面时，需要通过曲面贴膜的方式进行贴膜，在曲面贴膜过程中，需要先将反射偏光结构加热，为了使反射偏光结构的特性不改变，需要在加热后进行回火并缓慢降温，但这会使得贴膜时间长，从而降低产能，并且贴膜时还会出现皱褶、气泡、翘曲等问题，从而降低贴膜良率。
技术实现思路
1、鉴于以上内容，有必要提出一种光学系统及头戴式设备，以解决贴膜时间长和贴膜良率低的技术问题。
2、本申请的一实施例提供了一种光学系统，包括设于投影面和像源面之间的至少两枚镜片、反射偏光结构、半透半反结构及相位延迟器，所述反射偏光结构和所述半透半反结构设于所述至少两枚镜片中的镜片的不同表面，所述反射偏光结构贴设于所述镜片的表面，所述反射偏光结构位于所述半透半反结构和所述投影面之间，所述相位延迟器设于所述半透半反结构和所述反射偏光结构之间，所述反射偏光结构所贴设的所述镜片的表面满足以下关系式：
3、0<|sag/r|<0.1；
4、其中，sag为所述反射偏光结构贴设的所述镜片的表面和所述光轴的交点至所述反射偏光结构贴设的所述镜片的表
5、上述的光学系统，将反射偏光结构贴设的镜片的表面设置为满足上述关系式的微曲面，由于该微曲面的弯曲很小，应力也很小，所以在贴膜时对反射偏光结构本身的特性影响较小，贴膜良率较高，且贴膜制程简单，贴膜时间短，有利于提高贴膜效率，另外，设置为微曲面还增加了该镜片表面的面型自由度，从而提升了光学系统的光学效果。
6、在一些实施例中，所述光学系统包括依次设于投影面和像源面之间的第一镜片和第二镜片，所述反射偏光结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第一镜片的投影侧或所述第二镜片的投影侧，所述半透半反结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第二镜片的像源侧或所述第二镜片的投影侧。
7、如此，能够使反射偏光结构和半透半反结构设置在两枚镜片的不同表面，反射偏光结构和半透半反结构的贴设位置较为灵活。
8、在一些实施例中，所述光学系统包括依次设于投影面和像源面之间的第一镜片、第二镜片及第三镜片，所述反射偏光结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第一镜片的投影侧或所述第二镜片的像源侧或所述第二镜片的投影侧或所述第三镜片的投影侧，所述半透半反结构设于所述第一镜片的投影侧或所述第二镜片的像源侧或所述第二镜片的投影侧或所述第三镜片的投影侧或所述第三镜片的像源测。
9、如此，能够使反射偏光结构和半透半反结构设置在三枚镜片的不同表面，反射偏光结构和半透半反结构的贴设位置较为灵活。
10、在一些实施例中，所述光学系统包括依次设于投影面和像源面之间的第一镜片、第二镜片、第三镜片及第四镜片，所述反射偏光结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第一镜片的投影侧或所述第二镜片的像源侧或所述第二镜片的投影侧或所述第三镜片的投影侧或所述第三镜片的像源测或所述第四镜片的投影侧，所述半透半反结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第二镜片的像源侧或所述第二镜片的投影侧或所述第三镜片的投影侧或所述第三镜片的像源测或所述第四镜片的投影侧或所述第四镜片的像源侧。
11、如此，能够使反射偏光结构和半透半反结构设置在四枚镜片的不同表面，反射偏光结构和半透半反结构的贴设位置较为灵活。
12、在一些实施例中，所述相位延迟器设于所述镜片的通光表面、或所述反射偏光结构的通光表面，且所述相位延迟器与所述半透半反结构设置于不同表面。
13、如此，相位延迟器能够将反射偏光结构发出的偏振光进行旋转，从而调整偏振光的偏振方向。
14、在一些实施例中，所述相位延迟器与所述反射偏光结构层叠贴设置于对应设置的所述镜片的通光表面。
15、如此，能够使得贴设过程方便。
16、在一些实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
17、85°<fov<100°；
18、其中，fov为所述光学系统的最大视场角；和/或所述光学系统满足以下关系式：
19、35mm<dmax<55mm；
20、其中，dmax为所述至少两枚镜片中的镜片的最大光学有效径；和/或所述至少两枚镜片包括靠近所述投影面的第一镜片，所述光学系统满足以下条件式：
21、10mm<ttl<22mm；
22、其中，ttl为所述第一镜片的投影侧至所述光学系统的所述像源面在光轴上的距离；和/或所述至少两枚镜片包括靠近所述投影面的第一镜片，所述光学系统还包括设于所述第一镜片和所述投影面之间的光阑，所述光学系统满足以下条件式：
23、t1≧10mm；
24、其中，t1为所述光阑至所述第一镜片的投影侧在光轴上的距离；和/或所述光学系统满足以下条件式：
25、8mm≦eyebox≦11mm；
26、其中，eyebox为所述光学系统的眼盒。
27、通过满足关系式85°<fov<100°，能够使得光学系统的视场角较大，保证了成像质量。然而，当fov≤85°时，则无实用价值；当fov≥100°时，工艺难度较大，成本较高，且畸变和镜片尺寸会太大，不利于光学系统的小型化。通过满足关系式35mm<dmax<55mm，能够使得光学系统的像差收敛较好，且保证了成像质量，有利于光学系统的小型化。通过满足关系式10mm<ttl<22mm，能够保证光学系统的尺寸不至于太大，从而有利于安装该光学系统的头戴式设备的小型化。然而，当ttl≥22mm时，光学系统的尺寸较大，从而使得安装该光学系统的头戴式设备的尺寸较大。通过满足关系式t1≧10mm，能够使得人眼和镜片的距离适当，成像质量较佳。然而，当t1<10mm时，人眼和镜片的距离较小，镜片容易与眼睛干涉。通过满足关系式8≦eyebox≦11，能够保证成像质量，获得更好的沉浸体验感。然而，若在上述范围外，瞳孔与头戴式设备相对活动时偏移的误差容许小，活动时画质清晰度容易变差，从而影响成像质量。
28、在一些实施例中，所述光学系统满足以下关系式：
29、1<dmax/(2*ih)<1.5；
30、其中，在所述光学系统中，所有镜片的投影侧和像源侧中，最大的光学有效径为dmax，ih为所述光学系统的最大视场角所对应的像高；和/或所述光学系统满足以下关系式：
31、1.54<(2*e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，包括设于投影面和像源面之间的至少两枚镜片、反射偏光结构、半透半反结构及相位延迟器，所述反射偏光结构和所述半透半反结构设于所述至少两枚镜片中的镜片的不同表面，所述反射偏光结构贴设于所述镜片的表面，所述反射偏光结构位于所述半透半反结构和所述投影面之间，所述相位延迟器设于所述半透半反结构和所述反射偏光结构之间，所述反射偏光结构贴设的所述镜片的表面满足以下关系式：
2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统包括依次设于投影面和像源面之间的第一镜片和第二镜片，所述反射偏光结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第一镜片的投影侧或所述第二镜片的投影侧，所述半透半反结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第二镜片的像源侧或所述第二镜片的投影侧。
3.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统包括依次设于投影面和像源面之间的第一镜片、第二镜片及第三镜片，所述反射偏光结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第一镜片的投影侧或所述第二镜片的像源侧或所述第二镜片的投影侧或所述第三镜片的投影侧，所述半透半反结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第二
4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统包括依次设于投影面和像源面之间的第一镜片、第二镜片、第三镜片及第四镜片，所述反射偏光结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第一镜片的投影侧或所述第二镜片的像源侧或所述第二镜片的投影侧或所述第三镜片的投影侧或所述第三镜片的像源测或所述第四镜片的投影侧，所述半透半反结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第二镜片的像源侧或所述第二镜片的投影侧或所述第三镜片的投影侧或所述第三镜片的像源测或所述第四镜片的投影侧或所述第四镜片的像源侧。
5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述相位延迟器设于所述镜片的通光表面或所述反射偏光结构的通光表面，且所述相位延迟器与所述半透半反结构设置于不同表面。
6.如权利要求5所述的光学系统，其特征在于，所述相位延迟器与所述反射偏光结构层叠贴设置于对应设置的所述镜片的通光表面。
7.如权利要求1-6任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下条件式：
8.如权利要求1-6任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系式：
9.如权利要求1-6任一项所述的光学系统，其特征在于，所述至少两枚镜片包括靠近所述投影面的第一镜片和设于所述第一镜片和所述像源面之间的第二镜片，所述光学系统满足以下条件式：
10.一种头戴式设备，其特征在于，包括壳体、显示器以及如权利要求1至9任一项所述的光学系统，所述显示器、所述光学系统设于所述壳体，且所述显示器位于所述光学系统的成像面。
...【技术特征摘要】
1.一种光学系统，其特征在于，包括设于投影面和像源面之间的至少两枚镜片、反射偏光结构、半透半反结构及相位延迟器，所述反射偏光结构和所述半透半反结构设于所述至少两枚镜片中的镜片的不同表面，所述反射偏光结构贴设于所述镜片的表面，所述反射偏光结构位于所述半透半反结构和所述投影面之间，所述相位延迟器设于所述半透半反结构和所述反射偏光结构之间，所述反射偏光结构贴设的所述镜片的表面满足以下关系式：
2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统包括依次设于投影面和像源面之间的第一镜片和第二镜片，所述反射偏光结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第一镜片的投影侧或所述第二镜片的投影侧，所述半透半反结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第二镜片的像源侧或所述第二镜片的投影侧。
3.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统包括依次设于投影面和像源面之间的第一镜片、第二镜片及第三镜片，所述反射偏光结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第一镜片的投影侧或所述第二镜片的像源侧或所述第二镜片的投影侧或所述第三镜片的投影侧，所述半透半反结构设于所述第一镜片的像源侧或所述第二镜片的像源侧或所述第二镜片的投影侧或所述第三镜片的投影侧或所述第三镜片的像源测。
4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统包括依次设于投影面和像源面之间的第一镜片、第二镜片、第三镜片及第四镜片，...
【专利技术属性】
技术研发人员：申成哲，
申请(专利权)人：南昌欧菲光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：
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