【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及成像镜头的，特别是涉及一种光学镜头及近眼显示设备。
技术介绍
1、随着光电器件与通信技术的不断进步，虚拟现实(vr)技术作为新一代信息技术的前沿方向，得到飞跃式发展，其形态与种类也日益繁多，在军工、医疗、教育与消费等领域应用不断。其中头戴显示设备通常通过光学系统将显示屏的信息进行传递和放大，最终输出到人眼，因此人眼接收到的是显示屏被放大后的虚像，从而实现大屏观看的目的。当前头戴显示设备向着更加小型化、轻薄化、便于头戴、减轻负载等方向发展。同时，大视场角、低畸变以及视觉舒适程度也成为了头戴显示器优劣的关键评价指标，大视场角带来更好的沉浸感，低畸变且高像质决定了视觉舒适程度。
2、为了满足这些要求，需要光学系统同时实现大视场角、低畸变、高像质等指标，但视场角增大的同时往往会带来畸变的增大，因此同时满足上述光学性能对光学系统的设计和像差优化带来了巨大挑战。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种光学镜头及近眼显示设备，具有屈光度可调、成像品质优良中的一个或多个的优点。
2、本专利技术提供一种光学镜头，由五片透镜组成，沿光线传输的反方向从人眼入瞳侧至图像源侧依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜各自包括一靠近图像源侧的入光面及一靠近人眼入瞳侧的出光面；
3、所述第一透镜具有负光焦度，其出光面为凸面，其入光面为凹面；
4
5、所述第三透镜具有正光焦度，其出光面为凸面，其入光面为凸面；
6、所述第四透镜具有正光焦度，其出光面为凸面；
7、所述第五透镜具有负光焦度，其入光面为凹面；
8、所述第五透镜的入光面与所述图像源在光轴上的距离ctw的范围可调；
9、其中，所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距f12与所述光学镜头的有效焦距f满足：-3<f12/f<-1.4；
10、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距f345与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.4<f345/f<0.8。
11、进一步地优选，所述第一透镜的出光面至所述第五透镜的入光面在光轴上的距离tl与所述光学镜头的有效焦距f满足：1<tl/f<1.2；所述第一透镜的出光面至所述第五透镜的入光面在光轴上的距离tl与所述光学镜头可以匹配的图像源的显示区域长度ih满足：
12、1.1<tl/ih<1.3。
13、进一步地优选，所述光学镜头可以匹配的图像源的显示区域长度ih与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.92<ih/f<0.95；所述光学镜头的出瞳距离ed与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.6<ed/f<0.62。
14、进一步地优选，所述第一透镜的焦距f1与所述光学镜头的有效焦距f满足：-1.5<f1/f<-0.9。
15、进一步地优选，所述第二透镜的焦距f2与所述光学镜头的有效焦距f满足：1<f2/f<2.2；所述第二透镜的入光面曲率半径r4与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.3<r4/f<0.5。
16、进一步地优选，所述第三透镜的焦距f3与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.5<f3/f<1；所述第三透镜的出光面曲率半径r5与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.5<r5/f<2.8。
17、进一步地优选，所述第四透镜的焦距f4与所述光学镜头的有效焦距f满足：1<f4/f<11。
18、进一步地优选，所述第五透镜的焦距f5与所述光学镜头的有效焦距f满足：-2.6<f5/f<-0.8；所述第五透镜的入光面曲率半径r10与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.7<r10/f<1.5。
19、进一步地优选，所述第一透镜的中心厚度ct1与所述第一透镜和所述第二透镜于光轴上的空气间隙ct12满足：7<ct1/ct12<17；所述第二透镜的中心厚度ct2与所述第一透镜和所述第二透镜于光轴上的空气间隙ct12满足：8.5<ct2/ct12<13。
20、进一步地优选，所述第一透镜至所述第五透镜分别沿光轴的中心厚度的总和∑ct与所述第一透镜至所述第五透镜中任意相邻两透镜于光轴上的间距的总和∑at满足：4<∑ct/∑at<7。
21、本专利技术还提供了一种近眼显示设备，沿光信号传输方向依次包括：图像源、上述的光学镜头；所述图像源用于发射光信号，所述光信号包括图像信息；所述光学镜头设于所述图像源的出光方向上，且所述第五透镜相较于所述第一透镜更靠近所述图像源设置，所述光学镜头用于对所述图像源发出的光信号进行调制传输至人眼。
22、相较于现有技术，本专利技术提供的光学镜头，通过特定的表面形状设置和合理的光焦度分配，使光学镜头具有长焦特性，能够更好呈现较大的局部细节，提高画面质量；而且本专利技术提供的光学镜头可通过调节整个透镜组与图像源在光轴上的空间间隔距离，实现-7d至+2d的屈光度调节，且在不同的屈光度下均具有小畸变、较高的成像质量，为用户带来极佳的感官体验。
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1.一种光学镜头，由五片透镜组成，其特征在于，沿光线传输的反方向从人眼入瞳侧至图像源侧依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜各自包括一靠近图像源侧的入光面及一靠近人眼入瞳侧的出光面；
2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的出光面至所述第五透镜的入光面在光轴上的距离TL与所述光学镜头的有效焦距f满足：1<TL/f<1.2；所述第一透镜的出光面至所述第五透镜的入光面在光轴上的距离TL与所述光学镜头可以匹配的图像源的显示区域长度IH满足：1.1<TL/IH<1.3。
3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头可以匹配的图像源的显示区域长度IH与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.92<IH/f<0.95；所述光学镜头的出瞳距离ED与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.6<ED/f<0.62。
4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的焦距f1与所述光学镜头的有效焦
5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的焦距f2与所述光学镜头的有效焦距f满足：1<f2/f<2.2；所述第二透镜的入光面曲率半径R4与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.3<R4/f<0.5。
6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜的焦距f3与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.5<f3/f<1；所述第三透镜的出光面曲率半径R5与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.5<R5/f<2.8。
7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的焦距f4与所述光学镜头的有效焦距f满足：1<f4/f<11。
8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜的焦距f5与所述光学镜头的有效焦距f满足：-2.6<f5/f<-0.8；所述第五透镜的入光面曲率半径R10与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.7<R10/f<1.5。
9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的中心厚度CT1与所述第一透镜和所述第二透镜于光轴上的空气间隙CT12满足：7<CT1/CT12<17；所述第二透镜的中心厚度CT2与所述第一透镜和所述第二透镜于光轴上的空气间隙CT12满足：8.5<CT2/CT12<13。
10.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜至所述第五透镜分别沿光轴的中心厚度的总和∑CT与所述第一透镜至所述第五透镜中任意相邻两透镜于光轴上的间距的总和∑AT满足：4<∑CT/∑AT<7。
11.一种近眼显示设备，其特征在于，沿光信号传输方向依次包括：图像源、如权利要求1-10任一项所述的光学镜头；
...【技术特征摘要】
1.一种光学镜头，由五片透镜组成，其特征在于，沿光线传输的反方向从人眼入瞳侧至图像源侧依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜各自包括一靠近图像源侧的入光面及一靠近人眼入瞳侧的出光面；
2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的出光面至所述第五透镜的入光面在光轴上的距离tl与所述光学镜头的有效焦距f满足：1<tl/f<1.2；所述第一透镜的出光面至所述第五透镜的入光面在光轴上的距离tl与所述光学镜头可以匹配的图像源的显示区域长度ih满足：1.1<tl/ih<1.3。
3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头可以匹配的图像源的显示区域长度ih与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.92<ih/f<0.95；所述光学镜头的出瞳距离ed与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.6<ed/f<0.62。
4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的焦距f1与所述光学镜头的有效焦距f满足：-1.5<f1/f<-0.9。
5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的焦距f2与所述光学镜头的有效焦距f满足：1<f2/f<2.2；所述第二透镜的入光面曲率半径r4与所述光学镜头的有效焦距f满足：0.3<r4/f<0.5。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜鸿辰，曾昊杰，
申请(专利权)人：江西联昊光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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