一种反射式目镜光学系统及头戴近眼显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种反射式目镜光学系统及头戴近眼显示装置，该系统包括：沿人眼光轴入射方向依次设置的第一光学元件和第二光学元件，以及位于微型图像显示器光轴上的第一透镜组；第一光学元件用于透射和反射来自于微型图像显示器的图像光；第二光学元件包含一个光学反射面；第一光学元件将经过第一透镜组折射的图像光反射至第二光学元件上，再将经第二光学元件反射的图像光透射至人眼处；第一透镜组包括第一子透镜组与第二子透镜组；第一子透镜组与第二子透镜组的有效焦距为正、负组合；对光路进行有效的折叠，减小了光学系统的整体尺寸，实现像差的大幅消除，用户可观看到全画幅高清、无失真、像质均匀的大幅画面，达到高临场感的视觉体验。的视觉体验。的视觉体验。

【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、低畸变、小场曲、小体积本文档来自技高网...

【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：沿人眼光轴入射方向依次设置的第一光学元件和第二光学元件，以及位于微型图像显示器光轴上的第一透镜组；所述第一光学元件用于透射和反射来自于所述微型图像显示器的图像光；所述第二光学元件包含一个光学反射面，且所述光学反射面凹向人眼；所述第一光学元件将经过所述第一透镜组折射的所述图像光反射至所述第二光学元件上，再将经所述第二光学元件反射的所述图像光透射至人眼处；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，所述第二光学元件的有效焦距为f2，则f
w
、f1、f2满足下列关系式（1）、（2）：f1/f
w
<
‑
0.50
ꢀꢀꢀꢀ
(1)；f2/f
w
<
‑
0.70
ꢀꢀꢀꢀ
(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与第二子透镜组；所述第一子透镜组与所述第二子透镜组的有效焦距为正、负组合；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
，则f
11
、f
12
和f1满足下列关系式（3）、（4）：0.63 < f
11
/f1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)；f
12
/f
1 <
‑
0.90
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)。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光学元件沿光轴的距离为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（5）：0.69 < d2/d1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)。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，所述第二光学元件的最大光学有效口径为φ2，则满足下列关系式（6）：φ
2 < 70mm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（6）。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两片透镜构成，分别是远离微型图像显示器侧的第一透镜和靠近微型图像显示器侧的第二透镜；所述第一透镜为负透镜；所述第二透镜为正透镜。5.根据权利要求4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
、f
11
满足下列关系式（7）：2.41<
ꢀ│
f
111
/ f
11
│ꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)。6.根据权利要求1所述的反射式目镜光学系统，其特征在于，所述第一子透镜组的有效焦距f
11
，所述第二子透镜组的有效焦距f
12
，所述第一透镜组的有效焦距f1，以及第一透镜的有效焦距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：