光学系统及VR设备的制作方法

本发明涉及光学镜头，特别是涉及一种光学系统及vr设备。

背景技术：

1、随着虚拟现实（virtual reality，vr）技术的发展，vr设备的形态与种类也日益繁多，应用领域也愈加广泛，如在游戏、社交、教育、医疗等多个领域都取得了不错的推广应用。目前的vr设备，通常将设备中的显示屏通过光学系统的传递和放大后，将输出的图像传递至人眼，因此人眼接收到的是显示屏经过放大后的虚像，从而通过vr设备实现大屏观看的目的。

2、为了给用户提供极佳的感官体验，vr设备需要具备较大的视场角、较远的眼距距离、较大的眼动范围以及较高品质的成像，同时为了满足不同近视程度的用户，还需要具备屈光度可调。目前搭载在vr设备中的光学系统常采用2~6片折叠式光学系统，然而当前折叠式光学系统还存在视场角较小、屈光度调节不佳、光效率低等不足，不能很好的满足多元化的市场需求。

技术实现思路

1、为此，本发明的目的在于提供一种光学系统及vr设备，具有视场角大、体积小、光效率高及成像质量高的优点。

2、本发明实施例通过以下技术方案实施上述的目的。

3、一方面，本发明提供一种光学系统，由四个具有光焦度的群组组成，所述光学系统从人眼侧到显示屏侧沿光轴依次包括：

4、具有正光焦度的第一群组，所述第一群组从人眼侧到显示屏侧依次由具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有负光焦度的第四透镜组成；

5、具有正光焦度的第二群组，所述第二群组从人眼侧到显示屏侧依次由具有正光焦度的第五透镜、具有正光焦度的第六透镜组成；

6、具有正光焦度的第三群组，所述第三群组从人眼侧到显示屏侧依次由具有负光焦度的第七透镜、具有负光焦度的第八透镜、具有正光焦度的第九透镜、具有正光焦度的第十透镜、具有负光焦度的第十一透镜、具有负光焦度的第十二透镜组成；

7、具有负光焦度的第四群组，所述第四群组由具有负光焦度的第十三透镜组成。

8、在一些实施方式中，所述光学系统满足条件式：-10<ttl/f<-7.5，-18mm<f<-8mm，2<f5/f6<50，其中，ttl表示所述光学系统的光学总长，f表示所述光学系统的有效焦距，f5表示所述第五透镜的焦距，f6表示所述第六透镜的焦距。

9、在一些实施方式中，所述光学系统满足条件式：-2<fq2/f<-1，其中，fq2表示所述第二群组的焦距。

10、在一些实施方式中，所述光学系统满足条件式：-3<fq3/f<-1.8，其中，fq3表示所述第三群组的焦距。

11、在一些实施方式中，所述光学系统满足条件式：-4<f1/f<-2，-5<f2/f<-2，其中，f1表示所述第一透镜的焦距，f2表示所述第二透镜的焦距。

12、在一些实施方式中，所述光学系统满足条件式：-4<f3/f<-2，1<f4/f<2，其中，f3表示所述第三透镜的焦距，f4表示所述第四透镜的焦距。

13、在一些实施方式中，所述光学系统满足条件式：-100<f5/f<-5，-5<f6/f<-1，其中，f5表示所述第五透镜的焦距，f6表示所述第六透镜的焦距。

14、在一些实施方式中，所述光学系统满足条件式：f7/f>10，1<f8/f<4，其中，f7表示所述第七透镜的焦距，f8表示所述第八透镜的焦距。

15、在一些实施方式中，所述光学系统满足条件式：10<f7/f8<50，其中，f7表示所述第七透镜的焦距，f8表示所述第八透镜的焦距。

16、在一些实施方式中，所述光学系统满足条件式：1<f12/f<4，2<f13/f<4，其中，f12表示所述第十二透镜的焦距，f13表示所述第十三透镜的焦距。

17、在一些实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.1<f12/f13<1，其中，f12表示所述第十二透镜的焦距，f13表示所述第十三透镜的焦距。

18、另一方面，本发明还提供一种vr设备，所述vr设备包括显示屏、如上所述的光学系统；其中，所述显示屏用于发射光信号，所述光信号包括图像信息；所述光学系统设置于所述显示屏的出光方向上，所述光学系统用于对所述显示屏发出的光信号进行调制传输至人眼。

19、本发明提供的光学系统及vr设备，采用十三个具有特定光焦度的镜片，使光学系统具有较大的视场角、较小的体积及较高的解像力，提高用户的沉浸感，而且直通式的光学结构使光效率高，从而给用户带来更好的体验感；同时所述光学系统还具有较小的光学畸变及较小的色差，不需要后续应用软件算法进行预畸变色差校正，同时所述光学系统还具有较高的解像力（可匹配4k显示屏），从而提高了所搭载的vr设备的成像品质。

技术特征：

1.一种光学系统，由四个具有光焦度的群组组成，其特征在于，所述光学系统从人眼侧到显示屏侧沿光轴依次包括：

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：-2<fq2/f<-1，其中，fq2表示所述第二群组的焦距。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：-3<fq3/f<-1.8，其中，fq3表示所述第三群组的焦距。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：-4<f1/f<-2，-5<f2/f<-2，其中，f1表示所述第一透镜的焦距，f2表示所述第二透镜的焦距。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：-4<f3/f<-2，1<f4/f<2，其中，f3表示所述第三透镜的焦距，f4表示所述第四透镜的焦距。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：-100<f5/f<-5，-5<f6/f<-1，其中，f5表示所述第五透镜的焦距，f6表示所述第六透镜的焦距。

7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：f7/f>10，1<f8/f<4，其中，f7表示所述第七透镜的焦距，f8表示所述第八透镜的焦距。

8.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：10<f7/f8<50，其中，f7表示所述第七透镜的焦距，f8表示所述第八透镜的焦距。

9.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：1<f12/f<4，2<f13/f<4，其中，f12表示所述第十二透镜的焦距，f13表示所述第十三透镜的焦距。

10.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：0.1<f12/f13<1，其中，f12表示所述第十二透镜的焦距，f13表示所述第十三透镜的焦距。

11.一种vr设备，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种光学系统及VR设备，所述光学系统由四个具有光焦度的群组组成，所述光学系统从人眼侧到显示屏侧依次包括：具有正光焦度的第一群组；具有正光焦度的第二群组；具有正光焦度的第三群组；具有负光焦度的第四群组；所述光学系统满足条件式：‑10<TTL/f<‑7.5，‑18mm<f<‑8mm，2<f5/f6<50，其中，TTL表示所述光学系统的光学总长，f表示所述光学系统的有效焦距，f5表示所述第五透镜的焦距，f6表示所述第六透镜的焦距。所述光学系统采用直通式的光学结构，使系统具有较小的体积、较大的视场角、较大的出瞳距离、较小的光学畸变及色差、高光效及高解像力的优点，搭载在VR设备上使用，能够为用户带来极佳的感官体验。

技术研发人员：于笑枝,曾昊杰,沈颖
受保护的技术使用者：江西联昊光电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21