【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光学元件领域，具体地，涉及一种虚拟现实装置。
技术介绍
1、随着xr迎来第二个“十年”的快速发展期，xr的定位至关重要。vr受限于不能和现实世界交互，ar受限于方案和技术不成熟，mr成为开发者和消费者认可的折中方案。mr是在vr的基础上增加了vst(视频透视)镜头，vr提供沉浸感，vst镜头提供虚拟与现实交互的接口，消费者可以根据自我需求，改变沉浸感和虚实交互，为更多使用场景提供了可能。
2、目前，如何优化vr系统和vst镜头的架构，提高vr和vst镜头的搭配性和整机方案的显示效果，减小虚拟现实装置的体积，提升用户沉浸感体验，成为虚拟显示装置的主要技术挑战与发展方向。
技术实现思路
1、本申请提出的实施方式可解决或部分解决上述
技术介绍
中提出的虚拟现实装置的问题或相关技术中的其它不足。
2、本申请提供了这样一种虚拟现实装置，该虚拟现实装置包括：第一光学系统，沿着第一光轴由第一侧至第二侧依序包括第一光学镜头组、第二光学镜头组、第三光学镜头组和显示器，其中，第一光学镜头组包括第一镜片、贴合在第一镜片的第二侧面上的反射式偏光元件以及贴合在反射式偏光元件的第二侧面上的四分之一波片；第二光学镜头组包括具有负光焦度的第二镜片；第三光学镜头组包括具有正光焦度的第三镜片；以及第二光学系统，沿着第二光轴由物侧至像侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，其中，第一透镜、第三透镜、第五透镜和第六透镜具有负光焦度；虚拟现实装置满足：2<t
3、在一个实施方式中，第二光学系统满足：90°＜fov＜100°及1.5<f×tan(fov/2)<3.5，其中，f为第二光学系统的有效焦距，fov为第二光学系统的最大视场角。
4、在一个实施方式中，第一光学系统满足：3<f'/epd'<5.5，其中，epd'为第一光学系统的入瞳直径，f'为第一光学系统的有效焦距。
5、在一个实施方式中，虚拟现实装置满足：6<f'/f<12.5，其中，f'为第一光学系统的有效焦距，f为第二光学系统的有效焦距。
6、在一个实施方式中，第二光学系统满足：-12<f6/(r11+r12)<-4及-11<f6/f<-3，其中，f6为第六透镜的有效焦距，r11为第六透镜的物侧面的曲率半径，r12为第六透镜的像侧面的曲率半径，f为第二光学系统的有效焦距。
7、在一个实施方式中，第一光学系统满足：1<f3'/v3'<2，其中，f3'为第三镜片的有效焦距，v3'为第三镜片的色散系数。
8、在一个实施方式中，第一光学系统满足：-13<(f2'+f3')/(n2'+n3')/(ct2'+ct3')<-3，其中，f2'为第二镜片的有效焦距，f3'为第三镜片的有效焦距，n2'为第二镜片的折射率，ct2'为第二镜片在第一光轴上的中心厚度，ct3'为第三镜片在第一光轴上的中心厚度。
9、在一个实施方式中，第二光学系统满足：-3.8<f1/r2+f2/r4<-2.5，其中，f1为第一透镜的有效焦距，f2为第二透镜的有效焦距，r2为第一透镜的像侧面的曲率半径，r4为第二透镜的像侧面的曲率半径。
10、在一个实施方式中，第二光学系统满足：2<v4/v3<3及22<(v4-v3)/(ct3+ct4)<35，其中，v3为第三透镜的色散系数，v4为第四透镜的色散系数，ct3为第三透镜在第二光轴上的中心厚度，ct4为第四透镜在第二光轴上的中心厚度。
11、在一个实施方式中，第二光学系统满足：0.5<imgh/td<1，其中，imgh为第二光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半，td为第一透镜的物侧面至第六透镜的像侧面在第二光轴上的距离。
12、在一个实施方式中，第一光学系统满足：1.0<dt12'/dt11'<2.0，其中，dt12'为第一镜片的第二侧面的最大有效半径，dt11'为第一镜片的第一侧面的最大有效半径。
13、在一个实施方式中，第一光学系统满足：-1.5<sag32'/ct3'<0，其中，ct3'为第三镜片在第一光轴上的中心厚度，sag32'为第三镜片的第二侧面在第一光轴上的交点到第三镜片的第二侧面的有效半径处在第一光轴上的距离。
14、在一个实施方式中，第二光学系统满足：1<ct4/(ct3+ct5)<2.5，其中，ct3为第三透镜在第二光轴上的中心厚度，ct4为第四透镜在第二光轴上的中心厚度，ct5为第五透镜在第二光轴上的中心厚度。
15、在一个实施方式中，第二光学系统满足：2<|n5-n6|/(ct5+ct6)×v5<5，其中，ct5为第五透镜在第二光轴上的中心厚度，ct6为第六透镜在第二光轴上的中心厚度，n5为第五透镜的折射率，n6为第六透镜的折射率，v5为第五透镜的阿贝数。
16、在一个实施方式中，第二光学系统满足：-4<(f4+f5)/(ct4+t45+ct5)<-1，其中，f4为第四透镜的有效焦距，f5为第五透镜的有效焦距，t45为第四透镜和第五透镜在第二光轴上的空气间隔，ct4为第四透镜在第二光轴上的中心厚度，ct5为第五透镜在第二光轴上的中心厚度。
17、在本申请的示例性实施方式中，本申请通过第一光学系统与第二光学系统的结合，可以将虚拟画面和现实景物融合，提高了虚拟现实装置的视觉沉浸感。其中，第一光学系统采用多片式结构，通过光反射和折射组合的方式实现光程折叠，有效缩短了第一光学系统的本体长度；本申请的虚拟现实装置满足：2<ttl'/ttl<4、0<f/td<1以及1<f'/td'<2，控制第一光学系统和第二光学系统的总长，有利于虚拟现实装置的小型化，通过控制f/td和f'/td'，间接约束了第一光学系统和第二光学系统的视场角，一方面增加了第一光学系统的沉浸感，另一方面，增加了第二光学系统的视场角，增加了整机的虚实交互感。
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1.虚拟现实装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第二光学系统满足：90°＜FOV＜100°及1.5<f×tan(FOV/2)<3.5，其中，f为所述第二光学系统的有效焦距，FOV为所述第二光学系统的最大视场角。
3.根据权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第一光学系统满足：3<f'/EPD'<5.5，其中，EPD'为所述第一光学系统的入瞳直径，f'为所述第一光学系统的有效焦距。
4.根据权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述虚拟现实装置满足：6<f'/f<12.5，其中，f'为所述第一光学系统的有效焦距，f为所述第二光学系统的有效焦距。
5.根据权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第二光学系统满足：-12<f6/(R11+R12)<-4及-11<f6/f<-3，其中，f6为所述第六透镜的有效焦距，R11为所述第六透镜的物侧面的曲率半径，R12为所述第六透镜的像侧面的曲率半径，f为所述第二光学系统的有效焦
6.根据权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第一光学系统满足：1<f3'/V3'<2，其中，f3'为所述第三镜片的有效焦距，V3'为所述第三镜片的色散系数。
7.根据权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第一光学系统满足：-13<(f2'+f3')/(N2'+N3')/(CT2'+CT3')<-3，其中，f2'为所述第二镜片的有效焦距，f3'为所述第三镜片的有效焦距，N2'为所述第二镜片的折射率，CT2'为所述第二镜片在所述第一光轴上的中心厚度，CT3'为所述第三镜片在所述第一光轴上的中心厚度。
8.根据权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第二光学系统满足：-3.8<f1/R2+f2/R4<-2.5，其中，f1为所述第一透镜的有效焦距，f2为所述第二透镜的有效焦距，R2为所述第一透镜的像侧面的曲率半径，R4为所述第二透镜的像侧面的曲率半径。
9.根据权利要求1-8任一项所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第二光学系统满足：2<V4/V3<3及22<(V4-V3)/(CT3+CT4)<35，其中，V3为所述第三透镜的色散系数，V4为所述第四透镜的色散系数，CT3为所述第三透镜在所述第二光轴上的中心厚度，CT4为所述第四透镜在所述第二光轴上的中心厚度。
10.根据权利要求1-8任一项所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第二光学系统满足：0.5<ImgH/TD<1，其中，ImgH为所述第二光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半，TD为所述第一透镜的物侧面至所述第六透镜的像侧面在所述第二光轴上的距离。
...【技术特征摘要】
1.虚拟现实装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第二光学系统满足：90°＜fov＜100°及1.5<f×tan(fov/2)<3.5，其中，f为所述第二光学系统的有效焦距，fov为所述第二光学系统的最大视场角。
3.根据权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第一光学系统满足：3<f'/epd'<5.5，其中，epd'为所述第一光学系统的入瞳直径，f'为所述第一光学系统的有效焦距。
4.根据权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述虚拟现实装置满足：6<f'/f<12.5，其中，f'为所述第一光学系统的有效焦距，f为所述第二光学系统的有效焦距。
5.根据权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第二光学系统满足：-12<f6/(r11+r12)<-4及-11<f6/f<-3，其中，f6为所述第六透镜的有效焦距，r11为所述第六透镜的物侧面的曲率半径，r12为所述第六透镜的像侧面的曲率半径，f为所述第二光学系统的有效焦距。
6.根据权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第一光学系统满足：1<f3'/v3'<2，其中，f3'为所述第三镜片的有效焦距，v3'为所述第三镜片的色散系数。
7.根据权利要求1所述的虚拟现实装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓彬，宋立通，吴思源，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：发明
国别省市：
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