一种大视场角高像质的目镜光学系统及设备技术方案

本实用新型专利技术涉及一种大视场角高像质的目镜光学系统及设备，包括从人眼观察侧到微型显示器之间沿光轴方向依次排列的第一透镜组以及第二透镜组；第一透镜组由一片或者多片透镜构成，第二透镜组包括菲涅尔透镜；菲涅尔透镜包括菲涅尔面；通过采用了新型光学面型菲涅尔面型与传统光学球面及非球面面型的组合，并且各透镜及透镜组的焦距在满足特定的条件的情况下实现系统像差的大幅消除，降低各光学部件的感度，易于部件的加工及组装，特别是同时实现了大视场角、低畸变、低色差、低场曲、低像散等光学指标，观察者可以通过本实用新型专利技术目镜光学系统，观看到全画幅高清、无失真、像质均匀的大幅画面，达到高临场感的视觉体验。

Eyepiece optical system and equipment with large field angle and high image quality

【技术实现步骤摘要】
一种大视场角高像质的目镜光学系统及设备
本技术涉及头戴显示设备光学系统，更具体地说，涉及一种大视场角高像质的目镜光学系统及设备。
技术介绍
随着电子器件不断向超微型化发展，以及新的计算机、微电子、光电器件和通信理论和技术的发展，可穿戴计算这种基于“以人为本”“人机合一”的新型模式已经成为可能。在军事、工业、医疗、教育、消费等领域不断涌现应用。在一个典型的可穿戴计算系统架构中，头戴式显示装置是关键的组成部分。头戴显示装置通过光学技术，将微型图像显示器(例如透射式或反射式液晶显示屏，有机电致发光器件，DMD器件)发出的视频图像光引导到使用者的瞳孔，在使用者的近目范围实现虚拟、放大图像，为使用者提供直观、可视的图像、视频、文字信息。目镜光学系统是头戴显示装置的核心，实现将微型图像显示在人眼前形成虚拟放大图像的功能。头戴显示装置向着体积紧凑，重量轻，便于头戴，减轻负载等方向发展。同时，大视场角和视觉舒适体验也逐渐成为衡量头戴显示装置优劣的关键因素，大视场角决定了高临场感的视觉体验效果，高像质、低畸变决定了视觉体验的舒适度。满足这些要求，需要目镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大视场角高像质的目镜光学系统，其特征在于，包括从人眼观察侧到微型显示器之间沿光轴方向依次排列的第一透镜组以及第二透镜组；所述第一透镜组由一片或者多片透镜构成，所述第二透镜组包括菲涅尔透镜；所述菲涅尔透镜包括菲涅尔面；/n所述菲涅尔面从中心到边缘范围可分为N段，其中，第n段内的频率为fn，N与n满足下列关系式(1)、(2)：/nN≥1 (1)；/n1≤n≤N (2)；/n所述菲涅尔透镜的焦距为F4，光学系统的总焦距为F，F4与F满足下列关系式(3)：/n0.3≤|F4/F| (3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种大视场角高像质的目镜光学系统，其特征在于，包括从人眼观察侧到微型显示器之间沿光轴方向依次排列的第一透镜组以及第二透镜组；所述第一透镜组由一片或者多片透镜构成，所述第二透镜组包括菲涅尔透镜；所述菲涅尔透镜包括菲涅尔面；
所述菲涅尔面从中心到边缘范围可分为N段，其中，第n段内的频率为fn，N与n满足下列关系式(1)、(2)：
N≥1(1)；
1≤n≤N(2)；
所述菲涅尔透镜的焦距为F4，光学系统的总焦距为F，F4与F满足下列关系式(3)：
0.3≤|F4/F|(3)。


2.根据权利要求1所述的目镜光学系统，其特征在于，所述菲涅尔透镜的通光口径为D4，且D4与F4满足下列关系式(4)：
|D4/F4|≤2.5(4)。


3.根据权利要求1所述的目镜光学系统，其特征在于，所述菲涅尔透镜靠近微型显示器件一侧的光学面到微型显示器件的距离为fd，且fd与F满足下列关系式(5)：
0.05≤fd/F≤1.0(5)。


4.根据权利要求1所述的目镜光学系统，其特征在于，所述F4与F进一步满足下列关系式(6)：
0.3455≤|F4/F|(6)。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹鸿鹏，郭健飞，彭华军，
申请(专利权)人：深圳纳德光学有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44