[发明专利]一种头戴目镜系统和头戴显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别涉及一种头戴目镜系统和头戴显示设备。

背景技术

以往的头戴显示HMD(head mounted display)系统都有视场角小(一般不超过45度)的缺点，大大降低了观察系统的体验效果，难以给人沉浸的观影感觉，然而一般的光学设计在增大视角的同时会加大畸变和色差这个光学系统的像差，难以校正，只能通过后期软件去处理图像的办法，这样就提高了整机系统的设计难度和成本，这也是为什么头戴影院市场一直不温不火的原因。

对于应用于头戴显示系统的大视场角目镜来说，倍率色差、场曲、象散都是影响成像质量的像差，因此亟需一种合适的光学设计彻底解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种头戴目镜系统和头戴显示设备，能够在获得大视场角的同时校正像差，保证大视角的观影体验。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，所述头戴目镜系统包括：发光屏幕和左右眼的两组目镜；从系统光阑处至所述发光屏幕之间每组目镜依次设置第一正透镜和第二负透镜，

所述第一正透镜具有正光焦度，包括凸向光阑的第一表面和凸向发光屏幕的第二表面；

所述第二负透镜具有负光焦度，包括凹向光阑的第三表面和凹向发光屏幕的第四表面。

优选地，所述头戴目镜系统的焦距f，所述第一正透镜的焦距f₁，第二负透镜的焦距f₂满足下述关系式：

f₁＞0、f₂＜0，f₁+f₂＜0，

进一步优选地，所述头戴目镜系统的总长t_tl，所述第一正透镜的厚度t₁，第二负透镜的厚度t₂满足下述关系式：

0.2<t1f<0.4,0.25<t1ttl<0.35,0.35<t1+t2ttl<0.45;]]>

其中头戴目镜系统的总长t_tl为所述第一正透镜的第一表面与发光屏幕之间的距离。

进一步优选地，所述头戴目镜系统的焦距为f＝50mm，所述第一正透镜的焦距为f₁＝28mm，第二负透镜的焦距为f₂＝-36mm；

所述头戴目镜系统的总长为t_tl＝59mm，所述第一正透镜的厚度为t₁＝18mm，第二负透镜的厚度为t₂＝8mm。

优选地，所述第一透镜的第一表面和第二表面，所述第二透镜的第三表面和第四表面均为偶次非球面。

优选地，所述第一正透镜和所述第二负正透镜为塑料材质；

所述第一正透镜的折射率范围为1.4＜n₁＜1.6，色散范围为50＜v₁＜75；

所述第二负透镜的折射率范围为1.55＜n₂＜1.8，色散范围为20＜v₂＜30。

优选地，所述第一正透镜为PMMA型号的塑料材质，其折射率n₁＝1.491786，色散v₁＝57.327362；

所述第二负透镜为H-LAK12型号的玻璃材质，其折射率n₂＝1.59，色散v₂＝29.9。