【技术实现步骤摘要】
一种反射式目镜光学系统及头戴近眼显示装置
[0001]本专利技术涉及光学
，更具体地说，涉及一种反射式目镜光学系统及头戴近眼显示装置。
技术介绍
[0002]随着电子器件不断向超微型化发展，头戴显示装置及产品在军事、工业、医疗、教育、消费等领域不断涌现应用，而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。
[0003]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，需要目镜光学系统尽可能地实现大视场角、高图像分辨力、低...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种反射式目镜光学系统，其特征在于：包括第一透镜组、以及用于透射和反射来自于微型图像显示器光线的第一光学元件和第二透镜组；所述第二透镜组包含一个光学反射面，且所述光学反射面为所述第二透镜组中距离人眼观察侧最远的光学面；所述光学反射面凹向人眼；所述第一光学元件将经所述第一透镜组折射的光线反射至所述第二透镜组，再将经所述第二透镜组折射、反射再折射的所述光线透射至人眼；所述目镜光学系统的有效焦距为f
w
,所述第一透镜组的有效焦距为f1，所述第二透镜组的有效焦距为f2，则f
w
、f1、f2满足下列关系式（1）、（2）：f1/f
w <
ꢀ‑
0.47
ꢀꢀꢀꢀ
(1)；
‑
2.53 < f2/f
w <
ꢀ‑
0.64
ꢀꢀꢀꢀ
(2)；所述第一透镜组包括从人眼观看侧向微型图像显示器侧沿光轴方向共轴依次排列的第一子透镜组、第二子透镜组和第三子透镜组；所述第一子透镜组、所述第二子透镜组与所述第三子透镜组的有效焦距为正、负、正组合；所述第一子透镜组的有效焦距为f
11
，所述第二子透镜组的有效焦距为f
12
，所述第三子透镜组的有效焦距为f
13
，则f
11
、f
12
、f
13
和f1满足下列关系式（3）、（4）、（5）：0.19 < f
11
/f1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)；f
12
/f
1 <
‑
0.019
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)；0.019 < f
13
/f1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)。2.根据权利要求1所述的反射式目镜光学系统，其特征在于，所述第一光学元件和所述第二透镜组沿光轴的距离为d1，所述第一光学元件和所述第一透镜组沿光轴的距离为d2，则d1和d2满足下列关系式（6）：0.69 < d2/d1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)。3.根据权利要求1所述的反射式目镜光学系统，其特征在于，所述第二透镜组的最大光学有效口径为φ2，则φ2满足下列关系式（7）：φ2< 70mm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（7）。4.根据权利要求1所述的反射式目镜光学系统，其特征在于，所述第一子透镜组由一片透镜构成，其中所述第一子透镜组包括第一透镜；所述第一透镜为正透镜。5.根据权利要求1所述的反射式目镜光学系统，其特征在于，所述第一子透镜组由两片透镜构成；其中所述第一子透镜组包括从人眼观看侧向微型图像显示器侧沿光轴方向共轴依次排列的第一透镜和第二透镜；所述第一透镜与所述第二透镜均为正透镜。6.根据权利要求4
‑
5中任一项所述的反射式目镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜的有效焦距为f
111
，所述第一子透镜组的有效焦距为f
11
，则f
111
与f
11
满足下列关系式（8）：0.10 <
ꢀ│
f
111
/ f
11
│ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)。7.根据权利要求4
‑
5中任一项所述的反射式目镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜靠近人眼观察侧的光学面凸向人眼。8.根据权利要求1所述的反射式目镜光学系统，其特征在于，所述第二子透镜组包括与所述第一子透镜组近邻的第三透镜；所述第三透镜为负透镜；所述第三透镜靠近微型图像显示器侧的光学面凹向微型图像显示器；所述第三透镜的有效焦距为f
121
，则f
121
满足下列关系式（9）：f
121 <
ꢀ‑
5.38
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)。
9.根据权利要求1所述的反射式目镜光学系统，其特征在于，所述第三子透镜组包括与所述第二子透镜组近邻的第四透镜；所述第四透镜为正透镜；所述第四透镜的有效焦距为f
...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭华军，曹鸿鹏，郭健飞，
申请(专利权)人：深圳纳德光学有限公司，
类型：发明
国别省市：
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