【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光学元件领域，更具体地，涉及一种虚拟现实设备。
技术介绍
1、在虚拟现实(virtual reality，简称vr)设备中，目视系统是用户进入虚拟现实世界的入口也是用户视觉感知的出口，定位系统通过捕捉用户的肢体动作，将现实世界与虚拟世界联系在一起，通过目视系统与定位系统配合可以实现现实世界与虚拟世界的交互，让用户获得有身临其境的体验感。
2、目前，虚拟现实设备中的目视系统和定位系统的长度较长，包括的透镜个数较多，导致虚拟现实设备的体积较大，重量较重，造成用户的体验感较差。
技术实现思路
1、本申请提供了一种虚拟现实设备，包括目视系统和定位系统；其中，所述目视系统包括沿第一光轴由第一侧至第二侧依序包括：第一透镜，为正透镜；第二透镜，为负透镜；以及第三透镜，为正透镜；所述定位系统包括沿第二光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜，具有负光焦度；第二透镜，具有负光焦度；第三透镜，具有正光焦度；第四透镜，具有光焦度；以及第五透镜，具有光焦度；所述目视系统中第一透镜的第一侧面到第三透镜的第二侧面在所述第一光轴上的距离tdm、所述定位系统中第一透镜的物侧面到第五透镜的像侧面在所述第二光轴上的距离tdn、所述目视系统中第一透镜至第三透镜中任意相邻的两个具有光焦度的透镜在所述第一光轴上的空气间隔之和∑atm与所述定位系统中第一透镜至第五透镜中任意相邻的两个具有光焦度的透镜在所述第二光轴上的空气间隔之和∑atn满足：6.0＜tdm/∑atm+tdn/∑atn＜14.0。
3、在一个实施方式中，所述目视系统的入瞳直径epdm、所述定位系统的入瞳直径epdn、所述目视系统的有效焦距fm与所述定位系统的有效焦距fn满足：7.0＜fm/epdm+fn/epdn＜9.0。
4、在一个实施方式中，所述目视系统中第二透镜的有效焦距f2m、所述目视系统的有效焦距fm与所述目视系统中第二透镜的折射率n2m满足：-15.0＜f2m*n2m/fm＜15.0。
5、在一个实施方式中，所述目视系统还包括反射式偏光元件，所述目视系统中第一透镜的第二侧面的曲率半径r2m、所述目视系统中第一透镜在所述第一光轴上的中心厚度ct1m、所述目视系统中第一透镜和第二透镜在所述第一光轴上的空气间隔t12m与所述目视系统中反射式偏光元件在所述第一光轴上的中心厚度drpm满足：-28.0＜r2m/(ct1m+t12m-drpm)＜-4.0。
6、在一个实施方式中，所述目视系统中第二透镜的第二侧面的曲率半径r4m、所述目视系统中第三透镜的第一侧面的曲率半径r5m与所述目视系统中第二透镜和第三透镜在所述第一光轴上的空气间隔t23m满足：2.0＜|r4m-r5m|/t23m＜30.0。
7、在一个实施方式中，所述目视系统中第三透镜的第一侧面的曲率半径r5m、所述目视系统中第三透镜的第二侧面的曲率半径r6m与所述目视系统中第一透镜的第二侧面的曲率半径r2m满足：-17.0＜|r5m-r6m|/r2m＜0.0。
8、在一个实施方式中，所述目视系统还包括反射式偏光元件和四分之一波板，所述目视系统的有效焦距fm、所述目视系统中所有透镜在所述第一光轴上的中心厚度之和∑ctm、所述目视系统中反射式偏光元件在所述第一光轴上的中心厚度drpm与所述目视系统中四分之一波板在所述第一光轴上的中心厚度dqwpm满足：1.0＜fm/(∑ctm+drpm+dqwpm)＜2.5。
9、在一个实施方式中，所述定位系统中第一透镜和第二透镜在所述第二光轴上的空气间隔t12n、所述定位系统中第二透镜和第三透镜在所述第二光轴上的空气间隔t23n、所述定位系统中第一透镜在所述第二光轴上的中心厚度ct1n与所述定位系统中第二透镜在所述第二光轴上的中心厚度ct2n满足：6.0＜t12n/ct1n*(t23n/ct2n)＜10.0。
10、在一个实施方式中，所述定位系统中第一透镜的有效焦距f1n、所述定位系统中第一透镜的折射率n1n、所述定位系统中第一透镜的物侧面的曲率半径r1n与所述定位系统中第一透镜的像侧面的曲率半径r2n满足：-2.5＜f1n*n1n/(r1n-r2n)＜-0.5。
11、在一个实施方式中，所述定位系统中第四透镜的有效焦距f4n、所述定位系统中第五透镜的有效焦距f5n、所述定位系统中第四透镜的像侧面的曲率半径r8n、所述定位系统中第五透镜的物侧面的曲率半径r9n与所述定位系统中第五透镜的像侧面的曲率半径r10n满足：0.1＜
12、|(f4n+f5n)/(r8n+r9n+r10n)|。
13、在一个实施方式中，所述定位系统中第三透镜的有效焦距f3n、所述定位系统中第三透镜的折射率n3n与所述定位系统中第三透镜的物侧面的曲率半径r5n满足：1.5＜|f3n*n3n/r5n|＜4.5。
14、本申请的虚拟现实设备，通过为定位系统设置5个透镜，使第一透镜和第二透镜具有负光焦度，有利于增加定位系统的视场角。通过为目视系统设置3个透镜，实现光路折叠，可以减小目视系统的长度。在保证成型工艺和成像质量的同时，通过控制目视系统和定位系统中透镜的第一面到最后一面的距离以及任意相邻的两个具有光焦度的透镜的空气间隔之和，使其满足6.0＜tdm/∑atm+tdn/∑atn＜14.0，可以减小定位系统和目视系统的系统总长，从而可以实现虚拟现实设备100的小型化，减轻虚拟现实设备的重量，使虚拟现实设备佩戴起来更加舒适，增强用户的沉浸感体验，满足用户的使用需求。
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1.一种虚拟现实设备，其特征在于，包括目视系统和定位系统；其中，
2.根据权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述目视系统的有效焦距fm与所述定位系统的有效焦距fn满足：
3.根据权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述目视系统的入瞳直径EPDm、所述定位系统的入瞳直径EPDn、所述目视系统的有效焦距fm与所述定位系统的有效焦距fn满足：
4.根据权利要求1至3任一项所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述目视系统中第二透镜的有效焦距f2m、所述目视系统的有效焦距fm与所述目视系统中第二透镜的折射率N2m满足：
5.根据权利要求1至3任一项所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述目视系统还包括反射式偏光元件，所述目视系统中第一透镜的第二侧面的曲率半径R2m、所述目视系统中第一透镜在所述第一光轴上的中心厚度CT1m、所述目视系统中第一透镜和第二透镜在所述第一光轴上的空气间隔T12m与所述目视系统中反射式偏光元件在所述第一光轴上的中心厚度dRPm满足：
6.根据权利要求1至3任一项所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述目视
7.根据权利要求1至3任一项所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述目视系统中第三透镜的第一侧面的曲率半径R5m、所述目视系统中第三透镜的第二侧面的曲率半径R6m与所述目视系统中第一透镜的第二侧面的曲率半径R2m满足：
8.根据权利要求1至3任一项所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述目视系统还包括反射式偏光元件和四分之一波板，所述目视系统的有效焦距fm、所述目视系统中所有透镜在所述第一光轴上的中心厚度之和∑CTm、所述目视系统中反射式偏光元件在所述第一光轴上的中心厚度dRPm与所述目视系统中四分之一波板在所述第一光轴上的中心厚度dQWPm满足：
9.根据权利要求1至3任一项所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述定位系统中第一透镜和第二透镜在所述第二光轴上的空气间隔T12n、所述定位系统中第二透镜和第三透镜在所述第二光轴上的空气间隔T23n、所述定位系统中第一透镜在所述第二光轴上的中心厚度CT1n与所述定位系统中第二透镜在所述第二光轴上的中心厚度CT2n满足：
10.根据权利要求1至3任一项所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述定位系统中第一透镜的有效焦距f1n、所述定位系统中第一透镜的折射率N1n、所述定位系统中第一透镜的物侧面的曲率半径R1n与所述定位系统中第一透镜的像侧面的曲率半径R2n满足：
11.根据权利要求1至3任一项所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述定位系统中第四透镜的有效焦距f4n、所述定位系统中第五透镜的有效焦距f5n、所述定位系统中第四透镜的像侧面的曲率半径R8n、所述定位系统中第五透镜的物侧面的曲率半径R9n与所述定位系统中第五透镜的像侧面的曲率半径R10n满足：
12.根据权利要求1至3任一项所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述定位系统中第三透镜的有效焦距f3n、所述定位系统中第三透镜的折射率N3n与所述定位系统中第三透镜的物侧面的曲率半径R5n满足：
...【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实设备，其特征在于，包括目视系统和定位系统；其中，
2.根据权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述目视系统的有效焦距fm与所述定位系统的有效焦距fn满足：
3.根据权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述目视系统的入瞳直径epdm、所述定位系统的入瞳直径epdn、所述目视系统的有效焦距fm与所述定位系统的有效焦距fn满足：
4.根据权利要求1至3任一项所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述目视系统中第二透镜的有效焦距f2m、所述目视系统的有效焦距fm与所述目视系统中第二透镜的折射率n2m满足：
5.根据权利要求1至3任一项所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述目视系统还包括反射式偏光元件，所述目视系统中第一透镜的第二侧面的曲率半径r2m、所述目视系统中第一透镜在所述第一光轴上的中心厚度ct1m、所述目视系统中第一透镜和第二透镜在所述第一光轴上的空气间隔t12m与所述目视系统中反射式偏光元件在所述第一光轴上的中心厚度drpm满足：
6.根据权利要求1至3任一项所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述目视系统中第二透镜的第二侧面的曲率半径r4m、所述目视系统中第三透镜的第一侧面的曲率半径r5m与所述目视系统中第二透镜和第三透镜在所述第一光轴上的空气间隔t23m满足：
7.根据权利要求1至3任一项所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述目视系统中第三透镜的第一侧面的曲率半径r5m、所述目视系统中第三透镜的第二侧面的曲率半径r6m与所述目视系统中第一透镜的第二侧面的曲率半径r2m满足：
8.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯梦怡，宋立通，张晓彬，游金兴，金银芳，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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