光学系统、穿戴式交互装置及交互系统的制作方法

本发明涉及电子设备领域，具体涉及一种光学系统、穿戴式交互装置及交互系统。

背景技术：

1、在虚拟现实技术中，基于光学系统呈现图像信息，并通过计算机技术产生的电信号，将其与各种输出设备结合，使图像信息转化为能够让人们感受到的对象，这些对象可以类似于真实的物体，也可以是虚拟出来的物体。

2、菲涅尔透镜通常是由许多个小锯齿构成，通过控制工作面实现光路的折射或反射，因此具有厚度较小，重量较轻的特点，还具备消除部分球差的作用，成为虚拟现实技术常用的光学模组元件。传统的菲涅尔面可以分为等宽和等深两种。

3、但是，由于这两种结构都为规律变化结构，各齿结构之间的光线存在规律的光程差，尤其是在光学元件的外围区域，由菲涅尔透镜边缘齿结构过密、过深导致的衍射圆环和齿加工不良导致的炫光问题，影响用户的使用体验。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供一种光学系统、穿戴式交互装置及交互系统，以至少部分解决上述问题。

2、根据本申请实施例的第一方面，提供了一种光学系统，该光学系统包括：显示源与第一透镜；所述第一透镜包括入光面和出光面，所述入光面包括第一区域与第二区域，其中，所述入光面为菲涅尔面，出光面为非球面；所述第一区域设置于所述入光面的中心位置，所述第二区域环绕所述第一区域设置，所述第一区域包括等深或等宽菲涅尔面，所述第二区域包括等深且等宽菲涅尔面。

3、根据本申请实施例的第二方面，提供了一种穿戴式交互装置，该装置包括如本申请实施例第一方面所述光学系统。

4、根据本申请实施例的第三方面，提供了一种交互系统，该系统包括如本申请实施例第二方面所述的穿戴式交互装置。

5、根据本申请实施例提供的光学系统，通过将入光面的第一区域设置为等深或等宽菲涅尔面，入光面的第二区域设置为等深且等宽的菲涅尔面，解决了传统等深菲涅尔面中齿宽随着口径增加快速变小，传统等宽菲涅尔面中齿深随着口径增加快速变大的情况，因此改善了由菲涅尔透镜边缘齿结构过密、过深导致的衍射圆环和齿加工不良导致的炫光问题，提高了用户的使用体验。

技术特征：

1.一种光学系统，其特征在于，包括：显示源与第一透镜；

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的中心厚度t满足：4mm<t<10mm。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的折射率大于或等于1.45，并小于或等于1.60；所述第一透镜的色散系数大于或等于50，并小于或等于75。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的光焦度大于或等于0，且小于或等于0.045。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一区域为等宽菲涅尔面，其中，所述等宽菲涅尔面的齿宽w满足：0.2mm≤w≤0.6mm；

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第二区域为等深且等宽菲涅尔面，其中，所述等深且等宽菲涅尔面的齿宽w满足：0.2mm≤w≤0.6mm，齿深h满足：h≤0.6mm。

7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述菲涅尔面包括平面基底，或者，所述菲涅尔面包括曲率半径小于或等于-40mm的曲面基底。

8.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，针对形成所述菲涅尔面的非球面，或者所述第一透镜的出光面，其面形曲线通过如下公式确定：

9.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的出光面距离人眼的距离大于或等于12mm，且所述第一透镜的出光面与人眼之间形成的锥形区域范围大于或等于10mm。

10.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统的视场角fov满足：90°≤fov≤105°。

11.一种穿戴式交互装置，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述光学系统。

12.一种交互系统，其特征在于，包括如权利要求11所述的穿戴式交互装置。

技术总结
本申请实施例提供了一种光学系统、穿戴式交互装置及交互系统，该光学系统包括：显示源与第一透镜；所述第一透镜包括入光面和出光面，所述入光面包括第一区域与第二区域，其中，所述入光面为菲涅尔面，出光面为非球面；所述第一区域设置于所述入光面的中心位置，所述第二区域环绕所述第一区域设置，所述第一区域包括等深或等宽菲涅尔面，所述第二区域包括等深且等宽菲涅尔面。应用本申请提供的光学系统可以解决传统等深菲涅尔面中齿宽随着口径增加快速变小和传统等宽菲涅尔面中齿深随着口径增加快速变大的情况，从而改善由于菲涅尔透镜边缘齿结构过密、过深导致的的衍射圆环和齿加工不良导致的炫光问题，提高了用户的使用体验。

技术研发人员：贾春辉,杨福臻,张佳宁
受保护的技术使用者：北京凌宇智控科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13