CN206960773U - 一种虚拟现实设备的光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种虚拟现实设备的光学系统，包括显示屏、靠近人眼侧的第一透镜和靠近显示屏侧的第二透镜，第一透镜、第二透镜的光焦度为正，第一透镜、第二透镜的面型为菲涅尔表面或非球面。通过设置靠近人眼侧的第一透镜和靠近显示屏侧的第二透镜，第一透镜、第二透镜的光焦度为正，第一透镜、第二透镜的面型为菲涅尔表面或非球面，从而提高了该光学系统的视场角，增加虚拟现实设备的沉浸感，并在满足加工工艺的情况下，使用透镜数量少的同时提高镜头解像力，矫正光学色差，平衡了像差。

Description

一种虚拟现实设备的光学系统

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种虚拟现实设备的光学系统。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，VR)是一种最有效的模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术，使参与者可直接探索虚拟对象在所处环境中的作用和变化，仿佛置身于虚拟的现实世界中，产生沉浸感、想象和实现交互性。随着虚拟现实技术在军事模拟、工业仿真、数字城市、数字娱乐及电子商务等各种领域的广泛应用，目前市场上各种虚拟现实产品层出不穷。

目前，现有的VR眼镜的光学部分上使用的光学镜片大多数采用单片光学设计，即大多数VR眼镜为单片非球面透镜或者一片菲涅尔透镜构成，镜头布局图如图1所示，包括入瞳面01、单片非球面或单片菲涅尔镜片02、成像面03，这种VR眼镜的图像的分辨率绝大多是1080P到2K级别的，FOV(整体视场角) 大多都在70°～110°之间，远远小于人眼的可视范围，严重影响用户使用时的沉浸感，用户体验普遍较差。同时，这种VR眼镜的可见光波段解像力低，且不同波段色差大，畸变较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种虚拟现实设备的光学系统，以解决现有技术中采用单片光学透镜而使VR眼镜整体视场角角度小，用户使用时的沉浸感差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

本实用新型的一种虚拟现实设备的光学系统，包括显示屏、靠近人眼侧的第一透镜和靠近显示屏侧的第二透镜，所述第一透镜、第二透镜的光焦度为正，所述第一透镜、第二透镜的面型为菲涅尔表面或非球面。

进一步改进在于，所述第一透镜的前表面为非球面、后表面为菲涅尔表面，所述第二透镜的前表面为非球面、后表面为非球面，其中，从人眼侧开始依次为所述第一透镜的前表面、第一透镜的后表面、第二透镜的前表面、第二透镜的后表面。

进一步改进在于，所述第一透镜的前表面的曲率半径大于所述第一透镜的后表面的曲率半径，所述第二透镜的前表面的曲率半径小于所述第二透镜的后表面的曲率半径。

进一步改进在于，所述第一透镜的中心与边缘的厚度比H1满足： 1.8≤H1≤2.7，所述第二透镜的中心与边缘的厚度比H2满足：1.2≤H2≤5.1。

进一步改进在于，所述第一透镜的中心厚度d1满足：2.16mm≤d1≤3.00mm，所述第二透镜的中心厚度d2满足：8mm≤d2≤9.99mm。

进一步改进在于，所述第一透镜、第二透镜满足以下条件：

1.1≤f1/f≤2.1；

1.8≤f2/f≤7.8；

31mm≤f≤32mm；

0.1mm≤d≤0.8mm；

其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f为所述光学系统的总焦距，d为所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离。

更进一步改进在于，所述第一透镜的前表面、后表面及所述第二透镜的前表面、后表面的表面形状均满足以下方程：

其中，c＝1/R0为顶点曲率，X表示矢高，r表示步进量，K表示二次曲线常数，A表示4阶非球面系数，B表示6阶非球面系数，C表示8阶非球面系数，D表示10阶非球面系数。

进一步改进在于，所述第一透镜的前表面为非球面、后表面为非球面，所述第二透镜的前表面为非球面、后表面为菲涅尔表面，其中，从人眼侧开始依次为所述第一透镜的前表面、第一透镜的后表面、第二透镜的前表面、第二透镜的后表面。

进一步改进在于，所述第一透镜的前表面的曲率半径大于所述第一透镜的后表面的曲率半径，所述第二透镜的前表面的曲率半径小于所述第二透镜的后表面的曲率半径。

进一步改进在于，所述第一透镜的中心与边缘的厚度比H1满足：

1.2≤H1≤5.1，所述第二透镜的中心与边缘的厚度比H2满足：1.8≤H2≤2.7。

进一步改进在于，所述第一透镜的中心厚度d1满足：

10.23mm≤d1≤13.14mm，所述第二透镜的中心厚度d2满足：1.93mm≤d2≤4.05mm。

进一步改进在于，所述第一透镜、第二透镜满足以下条件：

1.1≤f1/f≤2.1；

1.8≤f2/f≤7.8；

1.89mm≤d≤2.35mm；

其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f为所述光学系统的总焦距，d为所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离。

进一步改进在于，所述第一透镜的前表面、后表面及所述第二透镜的前表面的表面形状均满足以下方程：

其中，c＝1/R0为顶点曲率，X表示矢高，r表示步进量，K表示二次曲线常数，A表示4阶非球面系数，B表示6阶非球面系数，C表示8阶非球面系数，D表示10阶非球面系数。

进一步改进在于，所述第二透镜与所述显示屏之间还包括偏光片和/或防蓝光膜。

本实用新型的一种虚拟现实设备的光学系统，包括显示屏、靠近人眼侧的第一透镜、第二透镜和靠近显示屏侧的第三透镜，所述第二透镜介于所述第一透镜与所述第三透镜之间，所述第一透镜、第二透镜的光焦度为正，第三透镜的光焦度为负，所述第一透镜的前表面为非球面、后表面为菲涅尔表面，第二透镜的前表面为非球面、后表面为菲涅尔表面，所述第三透镜的前表面为非球面、后表面为非球面，其中，从人眼侧开始依次为所述第一透镜的前表面、第一透镜的后表面、第二透镜的前表面、第二透镜的后表面、第三透镜的前表面、第三透镜的后表面。

进一步改进在于，所述第一透镜的前表面的曲率半径大于所述第一透镜的后表面的曲率半径，所述第二透镜的前表面的曲率半径小于所述第二透镜的后表面的曲率半径，所述第三透镜的前表面的曲率半径大于所述第三透镜的后表面的曲率半径。

进一步改进在于，所述第三透镜与所述显示屏之间还包括偏光片和/或除蓝光膜。

进一步改进在于，所述第一透镜的前表面、后表面及所述第二透镜的前表面、第三透镜的前表面、后表面的表面形状均满足以下方程：

其中，c＝1/R0为顶点曲率，X表示矢高，r表示步进量，K表示二次曲线常数，A表示4阶非球面系数，B表示6阶非球面系数，C表示8阶非球面系数，D表示10阶非球面系数

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：

1、通过设置靠近人眼侧的第一透镜和靠近显示屏侧的第二透镜，第一透镜、第二透镜的光焦度为正，第一透镜、第二透镜的面型为菲涅尔表面或非球面，从而平衡了像差，提高镜头的解像力，矫正光学色差。

2、通过限定光学系统中f1/f、f2/f及d的值的范围，提高了该虚拟现实设备光学系统的视场角，增加虚拟现实设备的沉浸感，并在满足加工工艺的情况下，使用透镜数量少的同时提高镜头解像力，矫正光学色差。

3、通过对非球面上每一点坐标的确定就可以确定该非曲面的表面形状，根据系数R、A、B、C、D等的确定，从而确定非球面的大小、形状等，同一个透镜的不同有效表面的非球面的方程中各系数的不同，可以更好地平衡光学像差。

4、通过在显示屏与透镜之间设置偏光片和防蓝光膜，把偏光透过轴以外的光线以及其他角度的杂散光线有效的拦截，特别是当屏幕显示黑色画面时，拦截了从显示屏射出的残余的遮断方向的光线，从而实现了高对比度，降低眩晕感，并且降低显示屏中的有害蓝光，更好的保护人眼。

附图说明

图1为现有技术中单片光学透镜的光学镜头的示意图；

图2为本实用新型第一种实施例的虚拟现实设备的光学系统的结构示意图；

图3为本实用新型第二种实施例的虚拟现实设备的光学系统的结构示意图；

图4为本实用新型第三种实施例的虚拟现实设备的光学系统的结构示意图；

图5为本实用新型第四种实施例的虚拟现实设备的光学系统的结构示意图；

图6为本实用新型第五种实施例的虚拟现实设备的光学系统的结构示意图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图2所示，本实用新型提供了一种虚拟现实设备的光学系统，包括显示屏4、靠近人眼侧的第一透镜2和靠近显示屏侧的第二透镜3，所述第一透镜2、第二透镜3的光焦度为正，合理分配光焦度，使得光学系统成像品质好、透镜易于加工，所述第一透镜2、第二透镜3的表面面型为菲涅尔表面或非球面，通过设置靠近人眼侧的第一透镜2和靠近显示屏侧的第二透镜3，第一透镜2、第二透镜3的光焦度为正，第一透镜2、第二透镜3的面型采用菲涅尔表面或非球面，从而平衡了像差，提高镜头的解像力，矫正光学色差。

其中，从人眼侧开始依次为入瞳面1、所述第一透镜的前表面21、第一透镜的后表面22、第二透镜的前表面31、第二透镜的后表面32，具体地，所述第一透镜的前表面21为非球面、第一透镜的后表面22为菲涅尔表面，所述第二透镜的前表面31为非球面、第二透镜的后表面32为非球面，第一透镜的前表面21的曲率半径大于所述第一透镜的后表面22的曲率半径，所述第二透镜的前表面31的曲率半径小于所述第二透镜的后表面32的曲率半径。

在满足图2的结构示意图的情况下，所述第一透镜2的中心与边缘的厚度比H1满足：1.8≤H1≤2.7，所述第二透镜3的中心与边缘的厚度比H2满足： 1.2≤H2≤5.1；所述第一透镜2的中心厚度d1满足：2.16mm≤d1≤3.00mm，所述第二透镜3的中心厚度d2满足：8mm≤d2≤9.99mm；所述第一透镜2和第二透镜3满足以下条件：1.1≤f1/f≤2.1，1.8≤f2/f≤7.8，31mm≤f≤32mm， 0.1mm≤d≤0.8mm，其中，f1为所述第一透镜2的焦距，f2为所述第二透镜3的焦距，f为该光学系统的总焦距，d为所述第一透镜2与所述第二透镜3之间的距离；通过限定光学系统中f1/f、f2/f及d的值的范围，提高了该虚拟现实设备光学系统的视场角，增加虚拟现实设备的沉浸感，并在满足加工工艺的情况下，使用透镜数量少的同时提高镜头解像力，矫正光学色差。

因所述第一透镜的前表面21、所述第二透镜的前表面31、第二透镜的后表面32及第一透镜的后表面22为非球面及菲涅尔表面，则均满足以下方程：

其中，c＝1/R0为顶点曲率， X表示矢高，为镜片曲面上某一点到镜片该面中心的沿水平方向的坐标；r表示步进量，K表示二次曲线常数，A表示4阶非球面系数，B表示6阶非球面系数，C表示8阶非球面系数，D表示10阶非球面系数。

通过对非球面上每一点坐标的确定就可以确定该非曲面的表面形状，根据系数R、A、B、C、D等的确定，从而确定非球面的大小、形状等，同一个透镜的不同有效表面的非球面的方程中各系数的不同，可以更好地平衡光学像差，如果将各有效表面的非球面的方程中各系数进行互换，则无法矫正光学系统性能所需的光学像差、成像质量、畸变等，甚至导致光学系统无法使用。因此，各有效表面即第一透镜的前表面21、第一透镜的后表面22及第二透镜的前表面 31、第二透镜的后表面32的表面形状满足的方程中设计的系数不能互换使用。需要说明的是，上述非球面的表面形状满足的方程式仅为本申请一优选实施例，其他现有的或今后可能出现的非球面的表面形状满足的方程式，如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

下表为本实施例中第一透镜2与第二透镜3的各个参数：

表中，Surface 0为物面，Surface 1为入瞳面，Surface 2为第一透镜前表面，Surface 3为第一透镜后表面，Surface 4为第二透镜前表面，Surface 5为第二透镜后表面。

由上表可知，第一透镜2、第二透镜3的中心厚度大于边缘厚度，能更好地平衡光学像差。

实施例二

如图3所示，本实用新型提供了第二种实施例的虚拟现实设备的光学系统，与实施例一不同之处在于，本实施例中，在第二透镜3与显示屏4之间设置有滤光板5，具体地，滤光板5采用PMMA基板制成，在实际生产应用中，将偏光片和除蓝光膜分别贴附设置在滤光板5的两表面上。通过在显示屏4与透镜之间设置偏光片和或防蓝光膜，把偏光透过轴以外的光线以及其他角度的杂散光线有效的拦截，特别是当屏幕显示黑色画面时，拦截了从显示屏射出的残余的遮断方向的光线，从而实现了高对比度，降低眩晕感，并且降低屏幕中的有害蓝光，更好的保护人眼。

下表为本实施例中第一透镜2与第二透镜3的各个参数：

表中，Surface 0为物面，Surface 1为入瞳面，Surface 2为第一透镜前表面，Surface 3为第一透镜后表面，Surface 4为第二透镜前表面，Surface 5为第二透镜后表面，Surface 6为偏光片，Surface 7为防蓝光膜。

实施例三

如图4所示，本实用新型提供了第三种实施例的虚拟现实设备的光学系统，与实施例一不同之处在于，本实施例中，所述第一透镜的前表面21为非球面，第一透镜的后表面22为非球面，所述第二透镜的前表面31为非球面、第二透镜的后表面32为菲涅尔表面，所述第一透镜的前表面21的曲率半径大于所述第一透镜的后表面22的曲率半径，所述第二透镜的前表面31的曲率半径小于所述第二透镜的后表面32的曲率半径，所述第一透镜2的中心厚度d1满足： 10.23mm≤d1≤13.14mm，所述第二透镜3的中心厚度d2满足： 1.93mm≤d2≤4.05mm。

所述第一透镜2、第二透镜3满足以下条件：1.1≤f1/f≤2.1；1.8≤f2/f≤7.8；0.1mm≤d≤0.26mm；其中，f1为所述第一透镜2的焦距，f2为所述第二透镜3 的焦距，f为所述光学系统的总焦距，d为所述第一透镜2与所述第二透镜3之间的距离。

因所述第一透镜的前表面21、第一透镜的后表面22、所述第二透镜的前表面31为非球面，则均满足以下方程：

其中，c＝1/R0为顶点曲率，X表示矢高，为镜片曲面上某一点到镜片该面中心的沿水平方向的坐标；r表示步进量，K表示二次曲线常数，A表示4阶非球面系数，B表示6 阶非球面系数，C表示8阶非球面系数，D表示10阶非球面系数。

下表为本实施例中第一透镜2与第二透镜3的各个参数：

表中，Surface 0为物面，Surface 1为入瞳面，Surface 2为第一透镜前表面，Surface 3为第一透镜后表面，Surface 4为第二透镜前表面，Surface 5为第二透镜后表面。

由上表可知，第一透镜2、第二透镜3的中心厚度大于边缘厚度，能更好地平衡光学像差。

实施例四

如图5所示，本实用新型提供了第四种实施例的虚拟现实设备的光学系统，与实施例三不同之处在于，本实施例中，在第二透镜3与显示屏4之间设置有滤光板5，具体地，滤光板5采用PMMA基板制成，在实际生产应用中，将偏光片和除蓝光膜分别贴附设置在滤光板5的两表面上。通过在显示屏4与透镜之间设置偏光片和或防蓝光膜，把偏光透过轴以外的光线以及其他角度的杂散光线有效的拦截，特别是当屏幕显示黑色画面时，拦截了从显示屏射出的残余的遮断方向的光线，从而实现了高对比度，降低眩晕感，并且降低屏幕中的有害蓝光，更好的保护人眼。

下表为本实施例中第一透镜2与第二透镜3的各个参数：

表中，Surface 0为物面，Surface 1为入瞳面，Surface 2为第一透镜前表面，Surface 3为第一透镜后表面，Surface 4为第二透镜前表面，Surface 5为第二透镜后表面，Surface 6为偏光片，Surface 7为防蓝光膜。

实施例五

如图6所示，本实用新型提供了第五种实施例的虚拟现实设备的光学系统，与实施例四不同之处在于，本实施例中，该光学系统还包括第三透镜6，其中，第三透镜6介于第二透镜3与过滤板5之间，且第三透镜6的光焦度为负，所述第一透镜的前表面为非球面、后表面为非球面，第二透镜的前表面为非球面、后表面为菲涅尔表面，所述第三透镜的前表面为非球面、后表面为非球面，其中，从人眼侧开始依次为所述第一透镜的前表面、第一透镜的后表面、第二透镜的前表面、第二透镜的后表面、第三透镜的前表面、第三透镜的后表面。

所述第一透镜的前表面的曲率半径大于所述第一透镜的后表面的曲率半径，所述第二透镜的前表面的曲率半径小于所述第二透镜的后表面的曲率半径，所述第三透镜的前表面的曲率半径大于所述第三透镜的后表面的曲率半径。

所述第一透镜的前表面、后表面及所述第二透镜的前表面、第三透镜的前表面、后表面的表面形状均满足以下方程：

其中，c＝1/R0为顶点曲率，X表示矢高，为镜片曲面上某一点到镜片该面中心的沿水平方向的坐标；r表示步进量，K表示二次曲线常数，A表示4阶非球面系数，B表示6阶非球面系数，C表示8阶非球面系数，D表示10阶非球面系数。

下表为本实施例中第一透镜2、第二透镜3与第三透镜6的各个参数：

Surface	R	d	Nd	Vd	Hy
						0	Infinity	Infinity
1	Infinity	12.00			3
						2	-81.26	13.28	1.49176	57.2	17.8
3	-14.18	0.2	1.49176	57.2	19.2
						4	-133.18	2	1.49176	57.2	26.1
5	-109.33	0.8	1.49176	57.2	27.1
						6	45.09	8.17	1.49176	57.2	33.6
7	38.46	13.77	1.49176	57.2	32.5
						8	Infinity	1.7	1.49176	57.2	32.4
9	Infinity	9.66	1.49176	57.2	32.3
						Surface	K	A	B	C	D
2	0	-0.841589E-05	0.132917E-06	-0.479102E-09	0.525408E-12
						3	-0.5063	0.316856E-04	-0.962436E-07	0.223344E-09	0.437967E-12
4	0	0.251047E-05	0.967963E-09	0.131428E-10	-.169901E-13
						6	0	-0.940677E-07	-0.187982E-09	0.164808E-12	0.254428E-15
7	0	-0.130828E-05	-0.919944E-09	-.955432E-12	-.118590E-14

表中，Surface 0为物面，Surface 1为入瞳面，Surface 2为第一透镜前表面，Surface 3为第一透镜后表面，Surface 4为第二透镜前表面，Surface 5为第二透镜后表面，Surface 6为第三透镜前表面，Surface 7为第三透镜后表面，Surface 8 为偏光片，Surface 9为防蓝光膜。

在本实用新型中，各个透镜选用聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)制成。

应当理解，方位词均是结合操作者和使用者的日常操作习惯以及说明书附图而设立的，它们的出现不应当影响本实用新型的保护范围。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (18)

1.一种虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，包括显示屏、靠近人眼侧的第一透镜和靠近显示屏侧的第二透镜，所述第一透镜、第二透镜的光焦度为正，所述第一透镜、第二透镜的面型为菲涅尔表面或非球面。

2.根据权利要求1所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的前表面为非球面、后表面为菲涅尔表面，所述第二透镜的前表面为非球面、后表面为非球面，其中，从人眼侧开始依次为所述第一透镜的前表面、第一透镜的后表面、第二透镜的前表面、第二透镜的后表面。

3.根据权利要求2所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的前表面的曲率半径大于所述第一透镜的后表面的曲率半径，所述第二透镜的前表面的曲率半径小于所述第二透镜的后表面的曲率半径。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的中心与边缘的厚度比H1满足：1.8≤H1≤2.7，所述第二透镜的中心与边缘的厚度比H2满足：1.2≤H2≤5.1。

5.根据权利要求4所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的中心厚度d1满足：2.16mm≤d1≤3.00mm，所述第二透镜的中心厚度d2满足：8mm≤d2≤9.99mm。

6.根据权利要求5所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜满足以下条件：

1.1≤f1/f≤2.1；

1.8≤f2/f≤7.8；

31mm≤F≤32mm；

1.89mm≤d≤2.35mm；

其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f为所述光学系统的总焦距，d为所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离。

7.根据权利要求6所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的前表面、后表面及所述第二透镜的前表面、后表面的表面形状均满足以下方程：

其中，c＝1/R0为顶点曲率，X表示矢高，r表示步进量，K表示二次曲线常数，A表示4阶非球面系数，B表示6阶非球面系数，C表示8阶非球面系数，D表示10阶非球面系数。

8.根据权利要求1所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的前表面为非球面、后表面为非球面，所述第二透镜的前表面为非球面、后表面为菲涅尔表面，其中，从人眼侧开始依次为所述第一透镜的前表面、第一透镜的后表面、第二透镜的前表面、第二透镜的后表面。

9.根据权利要求8所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的前表面的曲率半径大于所述第一透镜的后表面的曲率半径，所述第二透镜的前表面的曲率半径小于所述第二透镜的后表面的曲率半径。

10.根据权利要求8-9中任一项所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的中心与边缘的厚度比H1满足：1.2≤H1≤5.1，所述第二透镜的中心与边缘的厚度比H2满足：1.8≤H2≤2.7。

11.根据权利要求10所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的中心厚度d1满足：10.23mm≤d1≤13.14mm，所述第二透镜的中心厚度d2满足：1.93mm≤d2≤4.05mm。

12.根据权利要求11所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜满足以下条件：

1.1≤f1/f≤2.1；

1.8≤f2/f≤7.8；

0.1mm≤d≤0.26mm；

其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f为所述光学系统的总焦距，d为所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离。

13.根据权利要求12所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的前表面、后表面及所述第二透镜的前表面的表面形状均满足以下方程：

其中，c＝1/R0为顶点曲率，X表示矢高，r表示步进量，K表示二次曲线常数，A表示4阶非球面系数，B表示6阶非球面系数，C表示8阶非球面系数，D表示10阶非球面系数。

14.根据权利要求1-3、5-7、8-9、11-13中任一项所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第二透镜与所述显示屏之间还包括偏光片和/或除蓝光膜。

15.一种虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，包括显示屏、靠近人眼侧的第一透镜、第二透镜和靠近显示屏侧的第三透镜，所述第二透镜介于所述第一透镜与所述第三透镜之间，所述第一透镜、第二透镜的光焦度为正，第三透镜的光焦度为负，所述第一透镜的前表面为非球面、后表面为非球面，第二透镜的前表面为非球面、后表面为菲涅尔表面，所述第三透镜的前表面为非球面、后表面为非球面，其中，从人眼侧开始依次为所述第一透镜的前表面、第一透镜的后表面、第二透镜的前表面、第二透镜的后表面、第三透镜的前表面、第三透镜的后表面。

16.根据权利要求15所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的前表面的曲率半径大于所述第一透镜的后表面的曲率半径，所述第二透镜的前表面的曲率半径小于所述第二透镜的后表面的曲率半径，所述第三透镜的前表面的曲率半径大于所述第三透镜的后表面的曲率半径。

17.根据权利要求16所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第三透镜与所述显示屏之间还包括偏光片和/或除蓝光膜。

18.根据权利要求17所述的虚拟现实设备的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的前表面、后表面及所述第二透镜的前表面、第三透镜的前表面、后表面的表面形状均满足以下方程：

其中，c＝1/R0为顶点曲率，X表示矢高，r表示步进量，K表示二次曲线常数，A表示4阶非球面系数，B表示6阶非球面系数，C表示8阶非球面系数，D表示10阶非球面系数。