[实用新型]光学系统及具有其的虚拟现实设备

权利要求书

1.一种光学系统，其特征在于，所述光学系统沿光线传输方向依次包括显示单元、第一透镜、第一相位延迟器、第二透镜以及光阑，其中，

所述第一透镜包括凸向物方设置的第一表面以及凹向像方设置的第二表面；

所述第二透镜包括凸向物方设置的第三表面以及凹向像方设置的第四表面；

所述第一表面设有分光膜；

所述第四表面设有偏振反射膜；

所述显示单元到所述第四表面的中心的距离小于或等于20mm；

所述显示单元发出的入射光线从所述第一表面进入所述第一透镜，并从所述第二表面射出所述第一透镜，所述入射光线在经过所述第一相位延迟器后变为第一线偏振光，所述第一线偏振光从所述第三表面进入所述第二透镜，并在所述第四表面反射后，从所述第三表面射出所述第二透镜，所述第一线偏振光在经过所述第一相位延迟器后变为第一圆偏振光，所述第一圆偏振光从所述第二表面进入所述第一透镜后，在所述第一表面反射后变为第二圆偏振光，所述第二圆偏振光与所述第一圆偏振光的旋性相反，所述第二圆偏振光再次经过所述第一相位延迟器后变为第二线偏振光，所述第二线偏振光在经过所述第三表面进入第二透镜后，从所述第四表面射出所述第二透镜，并传输至所述光阑。

2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述偏振反射膜的反射方向与所述第一线偏振光的偏振方向相同，所述偏振反射膜的透射方向与所述第二线偏振光的偏振方向相同。

3.如权利要求1-2任一项所述的光学系统，其特征在于，所述第一相位延迟器为1/4波片。

4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足如下关系：100mm≤ABS(R1)≤200mm；500mm≤ABS(R2)≤1000mm；

其中，所述R1为所述第二表面的曲率半径，所述R2为所述第四表面的曲率半径。

5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足如下关系：15mm≤T1≤20mm；12.5mm≤T2≤15mm；

其中，所述T1为所述显示单元的中心到所述第四表面的中心的距离，所述T2为所述第四表面的中心到所述光阑的中心的距离。

6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足如下关系：1mm≤L1≤5mm；3mm≤L2≤8mm；1mm≤L3≤4mm；3mm≤L4≤8mm；

其中，所述L1为所述显示单元的中心到所述第一表面的中心的距离，所述L2为所述第一透镜的中心厚度；所述L3为所述第二表面的中心到所述第三表面的中心的距离，所述L4为所述第二透镜的中心厚度。

7.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足如下关系：0.15≤L1/T1≤0.2；0.3≤L2/T1≤0.4；0.15≤L3/T1≤0.2；0.3≤L4/T1≤0.35；

其中，所述L1为所述显示单元的中心到所述第一表面的中心的距离，所述L2为所述第一透镜的中心厚度；所述L3为所述第二表面的中心到所述第三表面的中心的距离，所述L4为所述第二透镜的中心厚度；所述T1为所述显示单元的中心到所述第四表面的中心的距离。

8.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足如下关系：5*f≤f2≤10*f；10*f≤f1≤15*f；10mm≤f≤f2≤f1；1≤f/T1≤1.5；

其中，所述f为所述光学系统的整体焦距，所述f1为所述第一透镜的焦距，所述f2为所述第二透镜的焦距，所述T1为所述显示单元的中心到所述第四表面的中心的距离。

9.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括第二相位延迟器，所述第二相位延迟器设于所述显示单元与所述第一透镜之间。

10.一种虚拟现实设备，其特征在于，所述虚拟现实设备包括如权利要求1-9任一项所述的光学系统。