本技術(shù)屬于光學(xué)成像領(lǐng)域，具體而言涉及一種光學(xué)成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)而言，出瞳直徑越大觀看者的體驗(yàn)越好，但是大出瞳直徑對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)難度越高，這是由于出瞳直徑越大時(shí)，鏡片的口徑越大，鏡片的數(shù)量越多。若考慮鏡片排布的設(shè)計(jì)難度，當(dāng)鏡片越多時(shí)，形成的光學(xué)系統(tǒng)的占據(jù)空間就越大，對(duì)于空間有限但是想要實(shí)現(xiàn)大出瞳的應(yīng)用場(chǎng)景而言，難度系數(shù)較大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本實(shí)用新型正是基于現(xiàn)有技術(shù)的上述需求而提出的，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種光學(xué)成像系統(tǒng)以能夠在系統(tǒng)出瞳直徑較大的情況下占據(jù)較少的空間。
2、為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案包括：
3、提供了一種光學(xué)成像系統(tǒng)，包括：光源，發(fā)出光線；第一棱鏡，包括第一面、第一光學(xué)有效面和第二面，所述第一面與光源相對(duì)設(shè)置，第一光學(xué)有效面與所述第一面相對(duì)，第二面與第一光學(xué)有效面相對(duì)設(shè)置，光線通過(guò)透過(guò)第一面進(jìn)入第一棱鏡，并向第一光學(xué)有效面射出，入射至第一光學(xué)有效面上的入射角大于第一棱鏡的全內(nèi)反射角以使得光線在第一光學(xué)有效面上反射，反射出的光線透射穿過(guò)第二面從第一棱鏡射出；第二棱鏡，包括第二光學(xué)有效面、第一表面和第二表面，所述第二光學(xué)有效面與第一棱鏡相對(duì)設(shè)置，且第二光學(xué)有效面分別與第一表面和第二表面相對(duì)，所述第一表面上鍍?cè)O(shè)有反射膜；由第一棱鏡透出的光線穿過(guò)第二光學(xué)有效面進(jìn)入第二棱鏡中，并向第一表面射出，經(jīng)過(guò)反射膜的反射后，向第二光學(xué)有效面入射，其入射角大于第二棱鏡的全內(nèi)反射角，使得光線在第二光學(xué)有效面上反射，反射光線穿過(guò)第二表面向出瞳位置射出，形成第一像。
4、通過(guò)上述設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)在保證光學(xué)成像系統(tǒng)具有較大的出瞳直徑的同時(shí)，盡可能的降低光學(xué)成像系統(tǒng)的所占空間，僅使用棱鏡同時(shí)實(shí)現(xiàn)透射和反射的光線變化，具體通過(guò)設(shè)置入射至棱鏡上的角度，實(shí)現(xiàn)折返混合的光路結(jié)構(gòu)，可以使得在不借助其他占據(jù)空間較大的光學(xué)器件的情況下，仍然能夠通過(guò)棱鏡完成反射。此外，通常使用分光鏡同時(shí)實(shí)現(xiàn)透射和反射，不僅需要額外占據(jù)空間，還將犧牲一部分的光通量，即損失一部分的光線，通過(guò)棱鏡則能夠在保證光通量的同時(shí)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼凵浜头瓷?，保證光路的完整性。
5、優(yōu)選地，以光學(xué)成像系統(tǒng)的出瞳中心作為原點(diǎn)o，以出瞳水平朝向第二棱鏡的方向?yàn)閦軸，以豎直向上的方向?yàn)閥軸，以垂直于yoz平面的其中一個(gè)方向?yàn)閤軸，形成局部坐標(biāo)系，原點(diǎn)至第二棱鏡的第二表面的距離范圍為10mm～20mm，第二表面的y偏心范圍為-3mm～3mm，與xoy平面之間的傾斜角范圍為-15°～15°；第二棱鏡的第二光學(xué)有效面中心的z偏心范圍為20mm～30mm，y偏心范圍為-3mm～3mm，與xoy平面之間的傾斜角范圍為40°～60°；第二棱鏡的第一表面中心的z偏心范圍為20mm～30mm，y偏心范圍為5mm～15mm，與xoy平面之間的傾斜角范圍為75°～95°。
6、優(yōu)選地，第一棱鏡的第二面中心的z偏心范圍為21mm～31mm，y偏心范圍為-3mm～3mm，與xoy平面之間的傾斜角范圍為32°～52°；第一棱鏡的第一光學(xué)有效面中心的z偏心范圍為25mm～35mm，y偏心范圍為-10mm～0mm，與xoy平面之間的傾斜角范圍為5°～25°；第一棱鏡的第一面中心的z偏心范圍為20mm～30mm，y偏心范圍為-13mm～-3mm，與xoy平面之間的傾斜角范圍為24°-44°。
7、優(yōu)選地，所述光源表面中心的z偏心范圍為18mm-28mm；y偏心范圍為-14mm～-4mm，與xoy平面之間的傾斜角范圍為35°-55°。
8、優(yōu)選地，所述第一棱鏡的焦距范圍為100mm～200mm。
9、優(yōu)選地，所述第二棱鏡的焦距范圍為12mm～21mm。
10、優(yōu)選地，所述光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距范圍為11mm～20mm。
11、優(yōu)選地，所述光學(xué)成像系統(tǒng)形成的對(duì)角視場(chǎng)不小于40°，水平方向的視場(chǎng)角大于等于33°，出瞳直徑大于8mm。
12、優(yōu)選地，所述第一棱鏡和第二棱鏡為自由曲面棱鏡。
13、通過(guò)上述設(shè)置以矯正光學(xué)成像系統(tǒng)的離軸像差。
14、優(yōu)選地，所述第一像的焦面深度范圍為-1000mm～-∞，以及+200mm～+∞。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過(guò)各光學(xué)器件的相對(duì)位置關(guān)系使得僅僅設(shè)置棱鏡就能夠同時(shí)達(dá)到透射和反射的需求，無(wú)需添加其他的光學(xué)器件，同時(shí)還能夠保持較高的光通量以提高成像效果。此外，本申請(qǐng)所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)能夠形成較大的出瞳尺寸，從而給觀看者帶來(lái)良好的視覺(jué)體驗(yàn)，同時(shí)其所占據(jù)的空間較小，能夠靈活的適配于各種場(chǎng)景。進(jìn)一步地，第一棱鏡和第二棱鏡為自由曲面棱鏡，能夠很好的矯正光學(xué)系統(tǒng)的離軸像差，從而提升觀看體驗(yàn)。
1.一種光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距范圍為11mm～20mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一棱鏡和第二棱鏡為自由曲面棱鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，