本申請(qǐng)涉及光學(xué)器件領(lǐng)域，具體涉及一種折反式光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、折反式光學(xué)系統(tǒng)利用偏振光特性來(lái)縮短光學(xué)系統(tǒng)的本體長(zhǎng)度，有效減小光學(xué)系統(tǒng)的體積，并且為包括有光學(xué)系統(tǒng)的電子設(shè)備的整機(jī)設(shè)計(jì)預(yù)留空間。因此，折反式光學(xué)系統(tǒng)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)或者增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
2、然而，現(xiàn)有的折反式光學(xué)系統(tǒng)通常采用兩片透鏡，這會(huì)導(dǎo)致折反式光學(xué)系統(tǒng)的畫面比較模糊，成像質(zhì)量較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝丝芍辽俳鉀Q或部分解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個(gè)問(wèn)題或者其它問(wèn)題的光學(xué)系統(tǒng)。
2、本申請(qǐng)一方面提供了這樣一種光學(xué)系統(tǒng)，其沿著光軸從第一側(cè)至第二側(cè)依序包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡。第一透鏡具有正光焦度，其第一側(cè)面為凸面，第二側(cè)面為凹面。第二透鏡具有正光焦度，其第一側(cè)面為平面，第二側(cè)面為凸面。第三透鏡具有負(fù)光焦度，其第一側(cè)面為凹面，第二側(cè)面為凸面。第四透鏡具有正光焦度，其第一側(cè)面為平面，第二側(cè)面為凸面。其中，光學(xué)系統(tǒng)還包括第一四分之一波片、反射式偏光元件、部分反射元件、偏振片和第二四分之一波片；第一四分之一波片設(shè)置于第二透鏡的第一側(cè)面；反射式偏光元件設(shè)置于第一四分之一波片的第一側(cè)面；部分反射元件設(shè)置于第三透鏡的第二側(cè)面；偏振片設(shè)置于第四透鏡的第一側(cè)面；第二四分之一波片設(shè)置于偏振片的第一側(cè)面。第一透鏡的有效焦距f1與第二透鏡的有效焦距f2滿足：0.05<f1/f2<0.5；反射式偏光元件、第一四分之一波片和第二透鏡的組合焦距fz1與第二透鏡的第二側(cè)面的曲率半徑r4滿足：-2.1<fz1/r4<-1.9。
3、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，第一四分之一波片的折射率nq1與第二透鏡的折射率n2滿足：0.95<n2/nq1<1.05。
4、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，第一透鏡的阿貝數(shù)v1與第三透鏡的阿貝數(shù)v3滿足：2.0<v1/v3<2.5。
5、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，第一透鏡的有效焦距f1、第一透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r1與第一透鏡的第二側(cè)面的曲率半徑r2滿足：0.4<f1/(r1+r2)<1.0。
6、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，第三透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r5與第三透鏡的第二側(cè)面的曲率半徑r6滿足：0.2<r5/r6<0.6。
7、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，光學(xué)系統(tǒng)的總有效焦距f與第三透鏡的有效焦距f3滿足：-0.55<f/f3<-0.15。
8、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，第三透鏡在光軸上的中心厚度ct3、第二四分之一波片在光軸上的中心厚度ctq2、偏振片在光軸上的中心厚度ctl與第四透鏡在光軸上的中心厚度ct4滿足：2.5<ct3/(ctq2+ctl+ct4)<4.4。
9、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，第一透鏡的第二側(cè)面至第二透鏡的第一側(cè)面的軸上距離t12、反射式偏光元件在光軸上的中心厚度ctr、第一四分之一波片在光軸上的中心厚度ctq1與第二透鏡在光軸上的中心厚度ct2滿足：0.2<t12/(ctr+ctq1+ct2)<1.4。
10、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，第四透鏡的有效焦距f4與第四透鏡的第二側(cè)面的曲率半徑r8滿足：-0.9<r8/f4<-0.5。
11、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，反射式偏光元件的阿貝數(shù)vr、第一四分之一波片的阿貝數(shù)vq1與第二透鏡的阿貝數(shù)v2滿足：1.6<(vr+vq1)/v2<2.0。
12、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，光學(xué)系統(tǒng)還包括設(shè)置于第一側(cè)和第一透鏡之間的光闌。其中，光闌至第一透鏡的第一側(cè)面的軸上距離sr與第一透鏡在光軸上的中心厚度ct1滿足：3.3<sr/ct1<4.2。
13、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，第一透鏡的第一側(cè)面和光軸的交點(diǎn)至第一透鏡的第一側(cè)面的有效半口徑頂點(diǎn)之間的軸上距離sag11與第一透鏡的第二側(cè)面和光軸的交點(diǎn)至第一透鏡的第二側(cè)面的有效半口徑頂點(diǎn)之間的軸上距離sag12滿足：0.1<sag12/sag11<0.4。
14、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，第三透鏡的第一側(cè)面和光軸的交點(diǎn)至第三透鏡的第一側(cè)面的有效半口徑頂點(diǎn)之間的軸上距離sag31、第三透鏡的第二側(cè)面和光軸的交點(diǎn)至第三透鏡的第二側(cè)面的有效半口徑頂點(diǎn)之間的軸上距離sag32與第三透鏡在光軸上的中心厚度ct3滿足：6.3<ct3/|sag31+sag32|<10.9。
15、本申請(qǐng)所提供的光學(xué)系統(tǒng)采用四片透鏡，合理配置四片透鏡的光焦度并且使得光學(xué)系統(tǒng)滿足“0.05<f1/f2<0.5”，有利于提高光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量；同時(shí)配合限制反射式偏光元件、第一四分之一波片和第二透鏡的組合焦距與第二透鏡第二側(cè)面的曲率半徑的比值，有利于控制光學(xué)系統(tǒng)的偏光性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的偏振特性的約束，還可以平衡光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量、偏振性能和設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，從而確保光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更好的整體性能。
1.光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，沿著光軸從第一側(cè)至第二側(cè)依序包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一四分之一波片的折射率nq1與所述第二透鏡的折射率n2滿足：0.95<n2/nq1<1.05。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡的阿貝數(shù)v1與所述第三透鏡的阿貝數(shù)v3滿足：2.09≤v1/v3<2.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡的有效焦距f1、所述第一透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r1與所述第一透鏡的第二側(cè)面的曲率半徑r2滿足：0.4<f1/(r1+r2)<1.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第三透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r5與所述第三透鏡的第二側(cè)面的曲率半徑r6滿足：0.2<r5/r6<0.6。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)的總有效焦距f與所述第三透鏡的有效焦距f3滿足：-0.55<f/f3<-0.15。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第三透鏡在所述光軸上的中心厚度ct3、所述第二四分之一波片在所述光軸上的中心厚度ctq2、所述偏振片在所述光軸上的中心厚度ctl與所述第四透鏡在所述光軸上的中心厚度ct4滿足：2.5<ct3/(ctq2+ctl+ct4)<4.4。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡的第二側(cè)面至所述第二透鏡的第一側(cè)面的軸上距離t12、所述反射式偏光元件在所述光軸上的中心厚度ctr、所述第一四分之一波片在所述光軸上的中心厚度ctq1與所述第二透鏡在所述光軸上的中心厚度ct2滿足：0.2<t12/(ctr+ctq1+ct2)<1.4。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第四透鏡的有效焦距f4與所述第四透鏡的第二側(cè)面的曲率半徑r8滿足：-0.9<r8/f4<-0.5。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述反射式偏光元件的阿貝數(shù)vr、所述第一四分之一波片的阿貝數(shù)vq1與所述第二透鏡的阿貝數(shù)v2滿足：1.6<(vr+vq1)/v2<2.0。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述第一側(cè)和所述第一透鏡之間的光闌；
12.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡的第一側(cè)面和所述光軸的交點(diǎn)至所述第一透鏡的第一側(cè)面的有效半口徑頂點(diǎn)之間的軸上距離sag11與所述第一透鏡的第二側(cè)面和所述光軸的交點(diǎn)至所述第一透鏡的第二側(cè)面的有效半口徑頂點(diǎn)之間的軸上距離sag12滿足：0.18≤sag12/sag11<0.4。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第三透鏡的第一側(cè)面和所述光軸的交點(diǎn)至所述第三透鏡的第一側(cè)面的有效半口徑頂點(diǎn)之間的軸上距離sag31、所述第三透鏡的第二側(cè)面和所述光軸的交點(diǎn)至所述第三透鏡的第二側(cè)面的有效半口徑頂點(diǎn)之間的軸上距離sag32與所述第三透鏡在所述光軸上的中心厚度ct3滿足：6.3<ct3/|sag31+sag32|≤10.82。