[发明专利]一种光学成像系统

说明书

本申请实施例公开了一种光学成像系统，涉及光学领域，解决了如何在较大FoV的情况下，减小光学成像系统的体积和重量，同时获得较高的成像清晰度的问题。该光学成像系统包括：第一像差补偿透镜组、偏振片、光学成像模块和显示屏，各组成部分按照显示屏、第一像差补偿透镜组、偏振片和光学成像模块的顺序依次排列，其中：显示屏，用于发射非偏振光；第一像差补偿透镜组，用于对显示屏发射出的非偏振光进行像差补偿；偏振片，用于从第一像差补偿透镜组发射出的像差补偿后的非偏振光中透射偏振光；光学成像模块，用于折叠光路，并发射偏振光。本申请实施例用于光学成像的过程。

技术领域

本申请实施例涉及光学领域，尤其涉及一种光学成像系统。

背景技术

虚拟现实(virtual reality，VR)是指通过光学成像系统将数字化的内容投射到人眼，让人仿佛置身于虚拟世界当中，实现沉浸式虚拟体验。在VR设备中最关键的部件是光学成像系统。光学成像系统最核心的部件包含成像透镜(或透镜组)和显示屏。如图1所示，为现有技术提供的一种光学成像系统原理示意图。显示屏发出的光经过成像透镜折射后入射到人眼瞳孔，进入人眼瞳孔的光线的反向延长线汇聚在远处形成虚像，人眼观看到的图像就是所述虚像。所谓虚像就是放大的显示屏显示的图像。该虚像对人眼所张开的角度即为视场角(field of view，FoV)。

VR设备的成像清晰度是评价VR体验的关键指标；VR设备的体积和重量是评价VR设备的美观性和穿戴舒适性的关键指标。从成像透镜到显示屏的距离为光学成像系统的厚度，其决定了VR设备的体积，而VR设备的重量取决于VR设备的体积和VR设备所用的材料。

现有技术中，可以使用偏振折叠光路原理将整个光路夹在反射偏振片(reflective polarizer，RP)和偏振片(贴在显示屏上)之间，来缩小VR设备的体积。在这种情况下，光学成像系统中所有的曲率不为零的透镜均选用相位无关的材料(或无双折射效应的材料)，即冷加工玻璃材料。虽然缩小了VR设备的体积，但是，由于玻璃的密度比塑料高2～6倍，VR设备的重量仍没有减小。同时，由于冷加工玻璃材料一般为球面镜片，球面镜片的像差校正能力相比非球面镜片而言弱很多，因此在同样镜片数量下，球面镜的成像清晰度远比非球面镜片的成像清晰度低。为了提升成像清晰度，则必须增加玻璃镜片的数量，这样将导致VR设备的体积和重量大大增加。如果要减小VR设备的体积和重量，透镜可以采用光学树脂材料，但是，由于光学树脂材料具有双折射效应，必然会导致成像清晰度下降。

因此，如何在较大FoV的情况下，减小光学成像系统的体积和重量，同时获得较高的成像清晰度是一个亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种光学成像系统，解决了如何在较大的FoV条件下的情况下，减小光学成像系统的体积和重量，同时获得较高的成像清晰度的问题。

为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：