[发明专利]一种光学系统以及头戴显示设备

说明书

本申请实施例公开了一种光学系统以及头戴显示设备；其中，所述光学系统包括沿入射光的传播方向依次胶合设置的第三透镜、第二透镜和第一透镜；所述第一透镜和所述第二透镜胶合的两个面均为菲涅尔面。本申请实施例提供了一种短焦、高光效及高解析力的直透式光路结构设计，其中通过三个光学镜片胶合的设计还有助于减少杂散光。

技术领域

本申请涉及光学成像技术领域，更具体地，本申请涉及一种光学系统以及头戴显示设备。

背景技术

近年来，增强现实(Augmented Reality，AR)技术及虚拟显现实(VirtualReality，VR)技术等在智能穿戴设备中得到了应用，并快速发展起来。增强现实技术和虚拟现实技术的核心部件均是显示光学系统。显示光学系统显示效果的好坏将直接决定着智能穿戴设备的质量。

在现有的相关技术中，以VR设备为例。现有的VR设备大多采用单片式透镜+显示屏幕(display)组合形成的显示光学系统。然而，基于光路成像要求，透镜距离显示屏幕会比较远，这就导致VR设备的尺寸较大，这不利于产品的小型化，可能会导致用户佩戴时的使用体验不佳。此外，在目前的VR设备中，还有采用折叠光路的方案，该方案虽然可以实现VR设备的小型化、轻量化，但却存在制作成本较高、光效低(＜25％)且存在鬼影的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供的一种光学系统以及头戴显示设备的新技术方案。

根据本申请的一个方面，提供了一种光学系统。所述光学系统包括沿入射光的传播方向依次胶合设置的第三透镜、第二透镜和第一透镜；

所述第一透镜和所述第二透镜胶合的两个面均为菲涅尔面。

可选地，所述第一透镜和所述第二透镜的光焦度均为正，所述第三透镜的光焦度为负

可选地，所述第一透镜的有效焦距f₁与所述光学系统的有效焦距f满足：1.5＜f₁/f＜2.22；

所述第二透镜的有效焦距f₂与所述光学系统的有效焦距f满足：1.5＜f₂/f＜2.22；

所述第三透镜的有效焦距f₃与所述光学系统的有效焦距f满足：-9＜f₃/f＜-5。

可选地，所述第一透镜的有效焦距f₁为：30mm≤f₁≤40mm；

所述第二透镜的焦距f₂为：30mm≤f₂≤40mm；

所述第三透镜的焦距f₃为：-180mm≤f₃≤-100mm；

所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜位于同一光轴上。

可选地，所述光学系统的有效焦距f为：18mm≤f≤20mm。

可选地，两个胶合的所述菲涅尔面是在边缘区域通过框胶的方式胶合连接。

可选地，所述第二透镜和所述第三透镜胶合的两个面均为非球面。

可选地，两个胶合的所述非球面通过如下任一种方式胶合连接：

两个所述非球面在边缘区域通过框胶的方式胶合连接；

两个所述非球面之间通过面胶的方式胶合连接。

可选地，所述第一透镜和所述第二透镜之间、所述第二透镜与所述第三透镜之间分别通过透光的光学胶胶合，所述光学胶的折射率为1.1～1.3。

根据本申请的另一个方面，提供了一种头戴显示设备。