[发明专利]光学系统及增强现实设备

说明书

本发明公开一种光学系统及增强现实设备，所述光学系统沿光线传输方向依次包括第一透镜、第二透镜以及第三透镜，所述第一透镜与所述第四透镜均具有负光焦度，所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第五透镜均具有正光焦度；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜均为球面透镜，所述第五透镜为非球面透镜，本发明提供一种光学系统及增强现实设备，旨在解决现有技术中AR设备的体积较大，重量较重的问题。

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种光学系统及增强现实设备。

背景技术

可穿戴设备是光电成像领域的新型发展方向，其中增强现实设备作为可穿戴设备中的增强现实设备正在逐渐向轻量化，小型化的方向发展。

现有的AR设备中，光学系统是AR设备中的主要工作部件，其中，光学系统由显示单元与镜组组成，显示单元发出的光线经过镜组作用后传输至人眼，为了提高AR设备的成像质量，AR设备中的镜组通常需要由多个透镜组合使用，当透镜个数较多时，会导致AR设备的体积增加，重量增加。

发明内容

本发明提供一种光学系统及增强现实设备，旨在解决现有技术中AR设备的体积较大，重量较重的问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种光学系统，所述光学系统沿光线传输方向依次包括第一透镜、第二透镜以及第三透镜，所述第一透镜与所述第四透镜均具有负光焦度，所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第五透镜均具有正光焦度；

所述第一透镜包括远离所述显示单元的第一表面以及靠近所述显示单元的第二表面，所述第一表面为凹面结构，所述第二表面为凹面结构；

所述第二透镜包括远离所述显示单元的第三表面以及靠近所述显示单元的第四表面，所述第三表面为凸面结构，所述第四表面为凸面结构；

所述第三透镜包括远离所述显示单元的第五表面以及靠近所述显示单元的第六表面，所述第五表面为凸面结构，所述第六表面为凸面结构；

所述第四透镜包括远离所述显示单元的第七表面以及靠近所述显示单元的第八表面，所述第七表面为凹面结构，所述第八表面为凹面结构；

所述第五透镜包括远离所述显示单元的第九表面以及靠近所述显示单元的第十表面，所述第九表面为凸面非球面结构，所述第十表面为凸面非球面结构。

可选的，所述光学系统满足以下关系：

-1.5≤f1/f≤-0.5，0.5≤f2/f≤2，1.0≤f3/f≤3，-2≤f4/f≤-0.5，0.5≤f5/f≤5；

其中，所述f为所述光学系统的焦距，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f3为所述第三透镜的焦距，所述f4为所述第四透镜的焦距，所述f5为所述第五透镜的焦距。

可选的，所述光学系统满足以下关系：

-1≤f1/f3≤-0.5，-1≤f2/f4≤-0.5，0.5≤f3/f5≤3；

其中，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f3为所述第三透镜的焦距，所述f4为所述第四透镜的焦距，所述f5为所述第五透镜的焦距。

可选的，所述光学系统满足以下关系：

0.2≤T1/T5≤0.5，1.5≤T2/T4≤5，0.2≤T3/T5≤1，0.02≤T3/TTL≤0.15；

其中，所述T1为所述第一透镜沿光轴方向的镜片厚度，所述T2为所述第二透镜沿光轴方向的镜片厚度，所述T3为所述第三透镜沿光轴方向的镜片厚度，所述T4为所述第四透镜沿光轴方向的镜片厚度，所述T5为所述第五透镜沿光轴方向的镜片厚度，所述TTL为所述光学系统的总长。

可选的，所述光学系统满足以下关系：