光学系统及包括该光学系统的光学设备技术方案

本申请公开了一种光学系统和包括该光学系统的光学设备，该光学系统包括：元件组，沿光轴由第一侧至第二侧依序包括：第一元件组、第二元件组以及第三元件组，其中，第一元件组包括滤光片和反射式偏光元件；第二元件组具有正光焦度，包括四分之一波板和第一透镜；第三元件组包括第二透镜，且第二透镜具有正光焦度或负光焦度；至少一个间隔元件，包括第一间隔元件，置于第二元件组与第三元件组之间，且抵设于第一透镜的第二侧面；镜筒，用于容纳透镜组和至少一个间隔元件；第二元件组的有效焦距FG2、滤光片在光轴上的中心厚度CTF、四分之一波板在光轴上的中心厚度CTQ、第一透镜在光轴上的中心厚度CT1与第一间隔元件沿光轴方向的最大厚度CP1满足：1.5<FG2/(CTF+CTQ+CT1+CP1)<2.9。<2.9。<2.9。

【技术实现步骤摘要】
光学系统及包括该光学系统的光学设备


[0001]本申请涉及光学元件领域，更具体地，涉及一种光学系统和包括该光学系统的光学设备。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，VR/AR中的近眼显示、感知交互、渲染处理等底层共性急速成熟度逐步提升，为用户带来进阶式的沉浸感受。但目前受限于贴膜技术，光学系统中的曲面自由度较低，常规结构系统性能提升空间不大。而VR方案中折反式光学结构不仅能大大缩小设备的体积，还能提高使用感受，越来越受到消费者的期待。折反式光学系统的光路较为复杂，透镜形状和透镜组装位置的不同，会导致光学系统的性能不同，因此，设计一款成像质量好的折反式光学系统是当下研究的热点之一。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种光学系统，该光学系统包括：元件组，沿光轴由第一侧至第二侧依序包括：第一元件组、第二元件组以及第三元件组，其中，第一元件组包括滤光片和反射式偏光元件；第二元件组具有正光焦度，包括四分之一波板和第一透镜；第三元件组包括第二透镜，且第二透镜具有正光焦度或负光焦度；至少一个间隔元件，包括第一间隔元件，置于第二元件组与第三元件组之间，且抵设于第一透镜的第二侧面；镜筒，用于容纳透镜组和至少一个间隔元件；第二元件组的有效焦距FG2、滤光片在光轴上的中心厚度CTF、四分之一波板在光轴上的中心厚度CTQ、第一透镜在光轴上的中心厚度CT1与第一间隔元件沿光轴方向的最大厚度CP1满足：1.5<FG2/(CTF+CTQ+CT1+CP1)<2.9。
[0004]在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面的曲率半径R1、镜筒的第一侧端面的内径d0s与镜筒的第一侧端面的外径D0s满足：0.8<R1/(d0s+D0s)<1.4。
[0005]在一个实施方式中，第一透镜的第二侧面的曲率半径R2与第一间隔元件的第一侧面的内径d1s满足：
‑
2<R2/d1s<
‑
1.1。
[0006]在一个实施方式中，至少一个间隔元件还包括第一辅助间隔元件，第一辅助间隔元件置于第一间隔元件与第二透镜之间，且抵设于第一间隔元件的第二侧面；以及第一透镜与第二透镜在光轴上的空气间隔T12、第一间隔元件沿光轴方向的最大厚度CP1、第一辅助间隔元件沿光轴方向的最大厚度CP1b满足：0.3<T12/(CP1+CP1b)<1.1。
[0007]在一个实施方式中，第二透镜的第一侧面的曲率半径R3、第一辅助间隔元件的第二侧面的内径d1bm与第一辅助间隔元件的第二侧面的外径D1bm满足：
‑
2.2<R3/(d1bm+D1bm)<
‑
0.7。
[0008]在一个实施方式中，镜筒的第一侧端面的内径d0s、镜筒的第二侧端面的内径d0m与光学系统的入瞳直径EPD满足：1.2<(d0m
‑
d0s)/EPD<2.3。
[0009]在一个实施方式中，镜筒的第一侧端面和第一间隔元件的第一侧面沿光轴方向的间隔距离EP01、反射式偏光元件在光轴上的中心厚度CTR、四分之一波板在光轴上的中心厚
度CTQ与第一透镜在光轴上的中心厚度CT1满足：0.7<EP01/(CTR+CTQ+CT1)<1.1。
[0010]在一个实施方式中，光学系统的有效焦距f、第一间隔元件的第二侧面的内径d1m与第一间隔元件的第二侧面的外径D1m满足：2.3<f/(D1m
‑
d1m)<4.2。
[0011]在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面至第二透镜的第二侧面在光轴上的距离TD、第一辅助间隔元件的第一侧面的内径d1bs与第一辅助间隔元件的第一侧面的外径D1bs满足：1.4<TD/(D1bs
‑
d1bs)<4.0。
[0012]在一个实施方式中，第一间隔元件的第一侧面的外径D1s、第一透镜在光轴上的中心厚度CT1与第二透镜在光轴上的中心厚度CT2满足：4.2<D1s/(CT1+CT2)<6.5。
[0013]在一个实施方式中，镜筒的第二侧端面的外径D0m与第二元件组的有效焦距FG2满足：2.5<D0m/FG2<2.9。
[0014]在一个实施方式中，第一间隔元件沿光轴方向的最大厚度CP1、滤光片在光轴上的中心厚度CTF、反射式偏光元件在光轴上的中心厚度CTR与四分之一波板在光轴上的中心厚度CTQ满足：0<CP1/(CTF+CTR+CTQ)<1.2。
[0015]另一方面，本申请还提供了一种光学设备，该光学设备包括上述各个实施方式中的至少一个实施方式所提供的光学系统。
[0016]本申请提供的光学系统包含三个元件组，第一元件组包含滤光片和反射式偏光元件，第二元件组包含四分之一波板和第一透镜，第三元件组包含第二透镜；通过合理控制各个元件组与间隔元件之间的关系，能较好的平衡光线在滤光片上的入射角度，避免了入射大角度时在第二元件组与第一间隔元件之间的漏光问题，有利于提高光学系统的成像质量。
附图说明
[0017]结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
[0018]图1示出了根据本申请的一种光学系统的结构排布图以及部分参数的示意图；
[0019]图2A至图2C示出了根据本申请实施例1的光学系统的结构示意图；
[0020]图3A至图3C分别示出了根据本申请实施例1的光学系统的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；
[0021]图4A至图4C示出了根据本申请实施例2的光学系统的结构示意图；
[0022]图5A至图5C分别示出了根据本申请实施例2的光学系统的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；
[0023]图6A至图6C示出了根据本申请实施例3的光学系统的结构示意图；
[0024]图7A至图7C分别示出了根据本申请实施例3的光学系统的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线。
具体实施方式
[0025]为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所
列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
[0026]应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜，第二透镜也可被称作第一透镜。
[0027]在附图中，为了便于说明，已稍微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光学系统，其特征在于，包括：元件组，沿光轴由第一侧至第二侧依序包括：第一元件组、第二元件组以及第三元件组，其中，所述第一元件组包括滤光片和反射式偏光元件；所述第二元件组具有正光焦度，包括四分之一波板和第一透镜；所述第三元件组包括第二透镜，且所述第二透镜具有正光焦度或负光焦度；至少一个间隔元件，包括第一间隔元件，置于所述第二元件组与所述第三元件组之间，且抵设于所述第一透镜的第二侧面；镜筒，用于容纳所述透镜组和所述至少一个间隔元件；所述第二元件组的有效焦距FG2、所述滤光片在所述光轴上的中心厚度CTF、所述四分之一波板在所述光轴上的中心厚度CTQ、所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1与所述第一间隔元件沿所述光轴方向的最大厚度CP1满足：1.5<FG2/(CTF+CTQ+CT1+CP1)<2.9。2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的第一侧面的曲率半径R1、所述镜筒的第一侧端面的内径d0s与所述镜筒的第一侧端面的外径D0s满足：0.8<R1/(d0s+D0s)<1.4。3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的第二侧面的曲率半径R2与所述第一间隔元件的第一侧面的内径d1s满足：
‑
2<R2/d1s<
‑
1.1。4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述至少一个间隔元件还包括第一辅助间隔元件，所述第一辅助间隔元件置于所述第一间隔元件与所述第二透镜之间，且抵设于所述第一间隔元件的第二侧面；以及所述第一透镜与所述第二透镜在所述光轴上的空气间隔T12、所述第一间隔元件沿所述光轴方向的最大厚度CP1、所述第一辅助间隔元件沿所述光轴方向的最大厚度CP1b满足：0.3<T12/(CP1+CP1b)<1.1。5.根据权利要求4所述的光学系统，其特征在于，所述第二透镜的第一侧面的曲率半径R3、所述第一辅助间隔元件的第二侧面的内径d1bm与所述第一辅助间隔元件的第二侧面的外径D1bm满足：
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2.2<R3/(d1bm+D1bm)<
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0.7。6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张步康，张晓彬，游金兴，金银芳，戴付建，赵烈烽，
申请(专利权)人：浙江舜宇光学有限公司，
类型：新型
国别省市：