一种大视场角的目镜光学系统及头戴显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种大视场角的目镜光学系统及头戴显示装置，该系统包括从人眼观察侧到微型图像显示器侧沿光轴方向共轴依次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，第一透镜组、第二透镜组以及第三透镜组的有效焦距为正、负、正组合；第一透镜组包括靠近人眼侧的第一透镜和远离人眼侧的第二透镜；第一透镜组包括至少两个菲涅耳光学面；第一透镜包括至少一个菲涅耳光学面；第二透镜组沿光轴依次排列的第三透镜和第四透镜；第三透镜及第四透镜均为负透镜；第三透镜组包括沿光轴依次排列的第五透镜、第六透镜和第七透镜；第五透镜和第七透镜为正透镜；第六透镜为负透镜；观察者可观看到全画幅高清、无失真、像质均匀的画面，达到高临场感的视觉体验。

【技术实现步骤摘要】
一种大视场角的目镜光学系统及头戴显示装置
本专利技术涉及光学
，更具体地说，涉及一种大视场角的目镜光学系统及头戴显示装置。
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】
1.一种大视场角的目镜光学系统，其特征在于：包括从人眼观察侧到微型图像显示器侧沿光轴方向共轴依次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，且所述第一透镜组、所述第二透镜组以及所述第三透镜组的有效焦距为正、负、正组合；所述第一透镜组由两片光学透镜构成，分别是靠近人眼侧的第一透镜和远离人眼侧的第二透镜；所述第一透镜组包括至少两个菲涅耳光学面；所述第一透镜包括至少一个所述菲涅耳光学面；/n所述光学系统的有效焦距设为F，第一透镜组的有效焦距设为f

【技术特征摘要】
1.一种大视场角的目镜光学系统，其特征在于：包括从人眼观察侧到微型图像显示器侧沿光轴方向共轴依次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，且所述第一透镜组、所述第二透镜组以及所述第三透镜组的有效焦距为正、负、正组合；所述第一透镜组由两片光学透镜构成，分别是靠近人眼侧的第一透镜和远离人眼侧的第二透镜；所述第一透镜组包括至少两个菲涅耳光学面；所述第一透镜包括至少一个所述菲涅耳光学面；
所述光学系统的有效焦距设为F，第一透镜组的有效焦距设为f1，则F与f1满足下列关系式(1)：
0.50≤f1/F≤1.33(1)；
所述第二透镜组由两片光学透镜构成；其中所述第二透镜组包括与所述第一透镜组相邻且沿光轴依次排列的第三透镜和第四透镜；所述第三透镜及所述第四透镜均为负透镜；
所述第三透镜组由两片光学透镜构成；其中所述第三透镜组包括与所述第二透镜组相邻且沿光轴依次排列的第五透镜、第六透镜和第七透镜；所述第五透镜和第七透镜为正透镜；所述第六透镜为负透镜；
所述第一透镜和第二透镜的材料特性满足以下关系式(2)、(3)：
1.49<Nd11<1.65(2)；
1.49<Nd12<1.65(3)；
其中，Nd11、Nd12分别为第一透镜和第二透镜在d线的折射率。


2.根据权利要求1所述的大视场角的目镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜的有效焦距f11和第一透镜组的有效焦距f1满足如下关系式(4)：
1.50≤f11/f1≤4.48(4)。


3.根据权利要求1所述的大视场角的目镜光学系统，其特征在于，所述光学系统的有效焦距为F；所述第二透镜组的有效焦距设为f2，则F、f2满足下列关系式(5)：
-0.98≤f2/F≤-0.35(5)。


4.根据权利要求1所述的大视场角的目镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜组的有效焦距为f1...

【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：发明
国别省市：广东;44