【技术实现步骤摘要】
本公开涉及光学成像，尤其涉及一种光学系统及头戴显示设备。
技术介绍
1、目前，头戴显示设备的应用越来越广泛。头戴显示设备可以用于内容显示。例如，头戴显示设备可以用于显示电影画面、游戏画面、网页等。光学系统是头戴显示设备的重要组成部分。
技术实现思路
1、根据本公开实施例的一个方面，提供了一种光学系统，包括：像源；第一棱镜，第一棱镜具有第一表面、第二表面和第三表面，第一棱镜的第一表面靠近像源设置，第一棱镜的第二表面靠近光学系统的眼盒设置；透镜，透镜靠近第一棱镜的第三表面设置；反射膜，反射膜设置在透镜远离第一棱镜的第三表面的一侧；其中，像源发出的光线入射第一棱镜的第一表面，在第一棱镜内发生至少一次全反射后，由第一棱镜的第三表面出射至透镜，像源发出的光线中沿着光学系统的光轴传播的光线在第一次经过第一棱镜时在第一棱镜内经过预设光程长度d；经反射膜反射后的光线再次经过第一棱镜后出射至光学系统的眼盒；光学系统满足：光学系统的系统焦距f与预设光程长度d的比值f/d大于等于0.45、小于等于0.60。
2、根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种头戴显示设备，包括：框架结构；上述光学系统，光学系统安装于框架结构。
【技术保护点】
1.一种光学系统，包括：
2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述像源发出的光线由所述第一棱镜的第一表面入射后，在所述第一棱镜内依次经所述第一棱镜的第三表面全反射、所述第一棱镜的第二表面反射后，由所述第一棱镜的第三表面出射。
3.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一棱镜包括：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学系统，其中，所述第一棱镜的第一表面具有焦距fL，所述光学系统满足：所述第一棱镜的第一表面的焦距fL与所述光学系统的系统焦距f的比值fL/f大于等于0.5、小于等于2。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的光学系统，其中，所述第一棱镜的第一表面为曲面，所述第一棱镜的第一表面具有面形矢高SAGL，所述光学系统满足：所述第一棱镜的第一表面的面形矢高SAGL与所述预设光程长度d对应的实际长度L的比值SAGL/L大于等于0.05、小于等于0.15。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的光学系统，其中，所述第一棱镜的第一表面的焦距fL大于等于5毫米、小于等于30毫米。
7.根据利要求1-6中任一项
8.根据权利要求1-7中任一项所述的光学系统，其中，所述第一棱镜的第二表面和所述第一棱镜的第三表面之间的夹角a大于等于20度、小于等于30度。
9.根据权利要求1-8中任一所述的光学系统，其中，所述第一棱镜的折射率NL1大于等于1.5、小于等于1.8。
10.根据权利要求1-9中任一所述的光学系统，其中，所述第一棱镜ABL1的阿贝数大于等于15、小于等于60。
11.根据权利要求1-10中任一所述的光学系统，其中，所述透镜具有非球面的表面，所述透镜的焦距f1大于等于10毫米、小于等于20毫米。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的光学系统，其中，所述透镜的折射率N1大于等于1.45、小于等于1.75。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的光学系统，其中，所述透镜的阿贝数AB1大于等于40、小于等于80。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的光学系统，其中，所述光学系统还包括：
15.根据权利要求14所述的光学系统，其中，所述第一棱镜的第二表面与所述第二棱镜的第二表面之间设置有偏振分光膜，所述透镜与所述第一棱镜的第三表面之间设置有1/4波片。
16.根据权利要求14或15所述的光学系统，其中，所述第二棱镜的折射率NL2大于等于1.5、小于等于1.8。
17.根据权利要求14-16中任一所述的光学系统，其中，所述第二棱镜的阿贝数ABL2大于等于15、小于等于60。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的光学系统，其中，所述光学系统还包括：
19.根据权利要求1-18中任一所述的光学系统，其中，所述光学系统的视场角FOV大于等于40度、小于等于80度。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的光学系统，其中，所述光学系统的体积V小于等于7立方厘米。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的光学系统，其中，所述眼盒在预设的适眼距处的尺寸满足如下任一尺寸：
22.一种头戴显示设备，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种光学系统，包括：
2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述像源发出的光线由所述第一棱镜的第一表面入射后，在所述第一棱镜内依次经所述第一棱镜的第三表面全反射、所述第一棱镜的第二表面反射后，由所述第一棱镜的第三表面出射。
3.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一棱镜包括：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学系统，其中，所述第一棱镜的第一表面具有焦距fl，所述光学系统满足：所述第一棱镜的第一表面的焦距fl与所述光学系统的系统焦距f的比值fl/f大于等于0.5、小于等于2。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的光学系统，其中，所述第一棱镜的第一表面为曲面，所述第一棱镜的第一表面具有面形矢高sagl，所述光学系统满足：所述第一棱镜的第一表面的面形矢高sagl与所述预设光程长度d对应的实际长度l的比值sagl/l大于等于0.05、小于等于0.15。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的光学系统，其中，所述第一棱镜的第一表面的焦距fl大于等于5毫米、小于等于30毫米。
7.根据利要求1-6中任一项所述的光学系统，其中，所述第一棱镜的第二表面和所述第一棱镜的第三表面之间的夹角a大于等于光线在所述第一棱镜内发生全反射的临界角的余角的1/2。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的光学系统，其中，所述第一棱镜的第二表面和所述第一棱镜的第三表面之间的夹角a大于等于20度、小于等于30度。
9.根据权利要求1-8中任一所述的光学系统，其中，所述第一棱镜的折射率nl1大于等于1.5、小于等于1.8。
10.根据权利要求1-9中任一所述的光学...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖一州，肖冰，
申请(专利权)人：优奈柯恩北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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