本技術(shù)涉及光學(xué)元件領(lǐng)域，更具體地，涉及一種目視系統(tǒng)和包括該目視系統(tǒng)的vr設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著“元宇宙”概念的提出，人們娛樂的方式日益豐富，其中人機(jī)交互的ar/vr(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí))等設(shè)備發(fā)展迅速并越來越多地受到人們的喜愛。但是目前vr鏡頭仍存在諸如體積大、偏重和易導(dǎo)致眩暈等問題，亟待解決。因此鏡頭的小型化、輕量化和成像質(zhì)量的提高成為目前為提高消費(fèi)者體驗(yàn)感所需要重點(diǎn)關(guān)注和提升的幾個(gè)方面。

2、為了更好地解決目前vr鏡頭存在的上述問題，實(shí)現(xiàn)更好的用戶體驗(yàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員致力于提供一種包括三片透鏡的折反式光學(xué)系統(tǒng)，可以給光學(xué)設(shè)計(jì)留下更多的設(shè)計(jì)空間，通過進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括鏡筒、透鏡和間隔元件等，并通過合理設(shè)計(jì)貼膜方式以及采用鏡片膠合等手段，以使鏡頭結(jié)構(gòu)更加緊湊輕盈，同時(shí)可以在確保系統(tǒng)組立的前提下，有效地壓縮鏡頭的體積和質(zhì)量，并提升系統(tǒng)的成像質(zhì)量，以更好地提升消費(fèi)者的體驗(yàn)感。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、一方面，本技術(shù)提供了一種目視系統(tǒng)，該目視系統(tǒng)可包括鏡筒和裝配于所述鏡筒內(nèi)的透鏡組和間隔元件組，所述透鏡組包括沿光軸由第一側(cè)至第二側(cè)依序排列的第一透鏡、反射式偏光元件、四分之一波板、第二透鏡和第三透鏡，其中，所述第一透鏡具有正光焦度或負(fù)光焦度；所述第二透鏡具有正光焦度或負(fù)光焦度；所述第三透鏡具有正光焦度或負(fù)光焦度；所述間隔元件組包括：鏡筒輔助元件，位于所述鏡筒的第一側(cè)的內(nèi)端面與所述第一透鏡之間；第一間隔元件，位于所述第一透鏡與所述第二透鏡之間；第二間隔元件，位于所述第二透鏡與所述第三透鏡之間；所述目視系統(tǒng)滿足：2.8<f/epd<3.3；15.8mm<f×tan(fov/2)<17.8mm；以及3.1<td/(cp1+ep12+cp2)<6.7，其中，f為所述目視系統(tǒng)的有效焦距，epd為所述目視系統(tǒng)的入瞳直徑，fov為所述目視系統(tǒng)的最大視場角，td為所述第一透鏡的第一側(cè)面至所述第三透鏡的第二側(cè)面在所述光軸上的距離，cp1為所述第一間隔元件的最大厚度，ep12為所述第一間隔元件的第二側(cè)面至所述第二間隔元件的第一側(cè)面在所述光軸上的距離，cp2為所述第二間隔元件的最大厚度。

2、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述鏡筒輔助元件的第一側(cè)面的內(nèi)徑d0bs與所述目視系統(tǒng)的有效焦距f滿足：1.6<d0bs/f<2.4。

3、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一透鏡在所述光軸上的中心厚度ct1與所述鏡筒輔助元件的第二側(cè)面的內(nèi)徑d0bm滿足：0<ct1/d0bm<0.2。

4、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第二間隔元件的第一側(cè)面的內(nèi)徑d2s與所述第一間隔元件的第二側(cè)面的內(nèi)徑d1m滿足：1.0<d2s/d1m<1.2。

5、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第二透鏡的阿貝數(shù)v2、所述第一透鏡的阿貝數(shù)v1、所述第一間隔元件的第一側(cè)面的外徑d1s與所述第一間隔元件的第一側(cè)面的內(nèi)徑d1s滿足：0.4<(v2/v1)×(d1s/d1s)<2.8。

6、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第二透鏡的折射率n2、所述第三透鏡的折射率n3、所述第二間隔元件的第二側(cè)面的外徑d2m與所述第二間隔元件的第二側(cè)面的內(nèi)徑d2m滿足：1.0<(n2/n3)×(d2m/d2m)<1.3。

7、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述鏡筒的第一側(cè)端面的內(nèi)徑d0s與所述第一透鏡的有效焦距f1滿足：-0.2<d0s/f1<0.4。

8、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第三透鏡在所述光軸上的中心厚度ct3與所述鏡筒的第二側(cè)端面的內(nèi)徑d0m滿足：0.05<ct3/d0m<0.2。

9、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第二透鏡和所述第三透鏡的組合焦距f23與所述第二間隔元件的第一側(cè)面的外徑d2s滿足：1.6<f23/d2s<3.1。

10、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述鏡筒輔助元件的第一側(cè)面的外徑d0bs、所述鏡筒輔助元件的第二側(cè)面的外徑d0bm與所述第一透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r1滿足：1.0<(d0bs+d0bm)/|r1|<3.1。

11、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述鏡筒的第二側(cè)端面的外徑d0m與所述鏡筒的第一側(cè)端面的外徑d0s滿足：1.1<d0m/d0s<1.3。

12、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述第三透鏡在所述光軸上的中心厚度之和∑ct與所述鏡筒沿所述光軸方向的最大高度l滿足：1.0<∑ct/l<1.4。

13、另一方面，本技術(shù)提供了一種目視系統(tǒng)，該目視系統(tǒng)可包括鏡筒和裝配于所述鏡筒內(nèi)的透鏡組和間隔元件組，所述透鏡組包括沿光軸由第一側(cè)至第二側(cè)依序排列的第一透鏡、反射式偏光元件、四分之一波板、第二透鏡和第三透鏡，其中，所述第一透鏡具有正光焦度或負(fù)光焦度；所述第二透鏡具有正光焦度或負(fù)光焦度；所述第三透鏡具有正光焦度或負(fù)光焦度；所述間隔元件組包括：鏡筒輔助元件，位于所述鏡筒的第一側(cè)的內(nèi)端面與所述第一透鏡之間；第一間隔元件，位于所述第一透鏡與所述第二透鏡之間；第二間隔元件，位于所述第二透鏡與所述第三透鏡之間；所述目視系統(tǒng)滿足：2.8<f/epd<3.3；15.8mm<f×tan(fov/2)<17.8mm；以及1.0<d2s/d1m<1.2，其中，f為所述目視系統(tǒng)的有效焦距，epd為所述目視系統(tǒng)的入瞳直徑，fov為所述目視系統(tǒng)的最大視場角，d2s為所述第二間隔元件的第一側(cè)面的內(nèi)徑，d1m為所述第一間隔元件的第二側(cè)面的內(nèi)徑。

14、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述鏡筒輔助元件的第一側(cè)面的內(nèi)徑d0bs與所述目視系統(tǒng)的有效焦距f滿足：1.6<d0bs/f<2.4。

15、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一透鏡的第一側(cè)面至所述第三透鏡的第二側(cè)面在所述光軸上的距離td、所述第一間隔元件的最大厚度cp1、所述第一間隔元件的第二側(cè)面至所述第二間隔元件的第一側(cè)面在所述光軸上的距離ep12與所述第二間隔元件的最大厚度cp2滿足：3.1<td/(cp1+ep12+cp2)<6.7。

16、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一透鏡在所述光軸上的中心厚度ct1與所述鏡筒輔助元件的第二側(cè)面的內(nèi)徑d0bm滿足：0<ct1/d0bm<0.2。

17、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第二透鏡的阿貝數(shù)v2、所述第一透鏡的阿貝數(shù)v1、所述第一間隔元件的第一側(cè)面的外徑d1s與所述第一間隔元件的第一側(cè)面的內(nèi)徑d1s滿足：0.4<(v2/v1)×(d1s/d1s)<2.8。

18、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第二透鏡的折射率n2、所述第三透鏡的折射率n3、所述第二間隔元件的第二側(cè)面的外徑d2m與所述第二間隔元件的第二側(cè)面的內(nèi)徑d2m滿足：1.0<(n2/n3)×(d2m/d2m)<1.3。

19、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述鏡筒的第一側(cè)端面的內(nèi)徑d0s與所述第一透鏡的有效焦距f1滿足：-0.2<d0s/f1<0.4。

20、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第三透鏡在所述光軸上的中心厚度ct3與所述鏡筒的第二側(cè)端面的內(nèi)徑d0m滿足：0.05<ct3/d0m<0.2。

21、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第二透鏡和所述第三透鏡的組合焦距f23與所述第二間隔元件的第一側(cè)面的外徑d2s滿足：1.6<f23/d2s<3.1。

22、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述鏡筒輔助元件的第一側(cè)面的外徑d0bs、所述鏡筒輔助元件的第二側(cè)面的外徑d0bm與所述第一透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r1滿足：1.0<(d0bs+d0bm)/|r1|<3.1。

23、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述鏡筒的第二側(cè)端面的外徑d0m與所述鏡筒的第一側(cè)端面的外徑d0s滿足：1.1<d0m/d0s<1.3。

24、在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述第三透鏡在所述光軸上的中心厚度之和∑ct與所述鏡筒沿所述光軸方向的最大高度l滿足：1.0<∑ct/l<1.4。

25、再一方面，本技術(shù)還提供了一種vr設(shè)備，該vr設(shè)備可包括上述各個(gè)實(shí)施方式中的任一實(shí)施方式所提供的目視系統(tǒng)，其中，所述第一側(cè)為人眼側(cè)，所述第二側(cè)為顯示器側(cè)。

26、本技術(shù)公開的目視系統(tǒng)包括裝配于鏡筒中的沿光軸由第一側(cè)至第二側(cè)依序排列的第一透鏡、反射式偏光元件、四分之一波板、第二透鏡和第三透鏡，其中，第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡均可具有正光焦度或負(fù)光焦度；鏡筒的前端(第一側(cè)的內(nèi)端面)與第一透鏡之間設(shè)置有鏡筒輔助元件，第一透鏡和第二透鏡之間設(shè)置有第一間隔元件；第二透鏡和第三透鏡之間設(shè)置有第二間隔元件；通過對目視系統(tǒng)的合理配置，并控制目視系統(tǒng)的有效焦距f與目視系統(tǒng)的入瞳直徑epd滿足條件式2.8<f/epd<3.3，目視系統(tǒng)的有效焦距f與目視系統(tǒng)的最大視場角fov滿足條件式15.8mm<f×tan(fov/2)<17.8mm的前提下，控制第一透鏡的第一側(cè)面至第三透鏡的第二側(cè)面在光軸上的距離td、第一間隔元件的最大厚度cp1、第一間隔元件的第二側(cè)面至第二間隔元件的第一側(cè)面在光軸上的距離ep12與第二間隔元件的最大厚度cp2滿足條件式3.1<td/(cp1+ep12+cp2)<6.7，可以合理分配模組第一間隔元件、第二間隔元件的厚度，在確保系統(tǒng)組立的前提下，避免二者厚度過薄不具備可加工性；同時(shí)可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，有效地壓縮了系統(tǒng)的體積和重量。