[发明专利]一种光学系统以及增强现实设备

说明书

本申请实施例提供了一种光学系统以及增强现实设备。该光学系统从物侧至像侧依次包括：光阑、透镜组和显示单元，所述透镜组从物侧至像侧依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；其中所述第一透镜、所述第二透镜和所述第四透镜的光焦度均为正，所述第三透镜的光焦度为负；其中所述显示单元的最大成像圆直径小于所述光阑的直径。

技术领域

本申请实施例涉及成像显示技术领域，更具体地，本申请实施例涉及一种光学系统以及增强现实设备。

背景技术

随着计算机技术的发展，各种可穿戴装置产品应运而生，AR(增强现实，AugmentedReality)、VR(虚拟现实，Virtual Reality)、MR(介导现实，Mediated Reality)、XR等设备越来越得到人们的关注。其中，AR技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。

随着人们对增强现实设备的要求提高，如何使得光学系统同时具有清晰度高、大相对孔径、小型化等特点是亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种光学系统以及增强显示设备新技术方案，以解决上述至少一种技术问题。

第一方面，本申请提供了一种光学系统。所述光学系统从物侧至像侧依次包括：光阑、透镜组和显示单元；

所述透镜组从物侧至像侧依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；其中所述第一透镜、所述第二透镜和所述第四透镜的光焦度均为正，所述第三透镜的光焦度为负；

其中所述显示单元的最大成像圆直径小于所述光阑的直径。

可选地，所述最大成像圆直径范围为3.1mm～3.3mm，所述光阑的直径范围为3.8mm～4.2mm。

可选地，所述透镜组包括最靠近所述光阑设置的第一透镜，所述第一透镜的物侧面与所述光阑在光轴上的距离为0.1mm～0.4mm。

可选地，所述光学系统的总有效焦距范围为5.8mm-6.1mm。

可选地，所述第一透镜的有效焦距范围为5.3mm～5.8mm；所述第二透镜的有效焦距范围为8mm～8.5mm；所述第三透镜的有效焦距范围为-2.5mm～-2mm；所述第四透镜的有效焦距范围为3.8mm～4.3mm。

可选地，所述光学系统的F数为1.45-1.55。

可选地，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面，其中光线传输至第一透镜的物侧面的高度高于光线传输至第一透镜的像侧面的高度；所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凹面，其中光线传输至第二透镜的物侧面的高度高于光线传输至第二透镜的像侧面的高度。

可选地，所述第一透镜与所述第二透镜之间存在第一空气间隔，其中所述第一空气间隔小于0.1mm。

可选地，所述第三透镜与所述第四透镜之间存在第二空气间隔，所述第二空气间隔为1.73mm～1.78mm，其中第二空气间隔为光学系统的光学总长的23％～25％。

第二方面，提供了一种增强现实设备。所述增强现实设备包括壳体与如第一方面所述的光学系统，所述光学系统收容于所述壳体内。

根据本申请的实施例，本申请提供的光学系统，其透镜组采用第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜组成，通过对每片透镜的光焦度分配合理分配，以及对显示单元的最大成像圆直径与光阑的直径的关系进行限定，提升了光学系统的通光量，提升了光学系统成像画面的清晰度，减轻了系统重量。