[实用新型]一种一屏双目式头戴显示光学系统及设备

说明书

本实用新型涉及一种一屏双目式头戴显示光学系统及设备,该光学系统运用的传统物镜、目镜的成像原理，新异的进行合理的搭建，构成一种新型的头戴显示光路结构，通过合理运用第二透镜组及半透半反偏转光学器件，进行与传统目镜结构搭建完全不一样方法，创新性地将整个头戴显示地光学系统进行物镜，目镜地搭建，一方面保证高质量的成像效果，另一方面增加整体光学结构的总长，达到与传统双目镜光学系统、双微显示变完全不同地双光学系统、单微显示屏的结构。同时，本实用新型的一屏双用目式头戴显示光路，在头戴显示产品及类似产品上也大大降低了双屏在两眼在视觉上的差异，进一步提高了头戴显示产品的用户体验。

技术领域

本实用新型涉及头戴显示设备光学系统，更具体地说，涉及一种一屏双目式头戴显示光学系统及设备。

背景技术

随着智能头戴设备地不断地发展，消费市场对头戴及类似产品地要求不断地提高，传统光学结构地瓶颈日益明显，对新型结构地出现地声音不断地加强。

现有的光学结构像质不高、存在畸变以及视场角不够大，本实用新型就是利用在传统双屏双目镜地光学结构基础上，进行大胆创新性地进行设计改造，一方面保证高质量的成像效果，另一方面增加整体光学结构的总长，达到与传统双目镜光学系统、双微显示变完全不同地双光学系统、单微显示屏的结构。同时，本实用新型在头戴显示产品及类似产品上也大大降低了双屏在两眼在视觉上的差异，进一步提高了头戴显示产品的用户体验。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于现有的光学结构像质不高、存在畸变以及视场角不够大，针对现有技术的上述缺陷，提供一种一屏双目式头戴显示光学系统及设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种一屏双目式头戴显示光学系统，包括从人眼观测侧到微型显示器件之间沿光轴方向依次排列的是第一透镜组、全反射偏转光学器件、第二透镜组以及半透半反偏转光学器件；所述第一透镜组、全反射偏转光学器件、第二透镜组以及半透半反偏转光学器件均沿微型显示器件的中轴线对称设置；其中，位于微型显示器件一侧的第一透镜组、全反射偏转光学器件、第二透镜组、半透半反偏转光学器件与微型显示器件形成左眼光路，位于微型显示器件另一侧的第一透镜组、全反射偏转光学器件、第二透镜组以及半透半反偏转光学器件形成右眼光路；

所述第一透镜组内最靠近人眼一侧的光学面与所述第一透镜组内距离人眼最远一侧的光学面之间的距离为W1，所述第二透镜组内最靠近人眼一侧的光学面与所述第二透镜组内距离人眼最远一侧的光学面之间的距离为W2，且W1、W2满足下列关系式(1)、(2)：

0W160 (1)；

0W232 (2)。

进一步地，所述第一透镜组最靠近第二透镜组一侧的光学面与所述第二透镜组最靠近第一透镜组一侧的光学面的距离为D1，所述第二透镜组最靠近微型显示器件一侧的光学面与微型显示器件的距离为D2，且D1、D2满足下列关系式(3)、(4)：

10D160 (3)；

15D2 (4)。

进一步地，所述全反射偏转光学器件的光学面与光轴的夹角为θ1；所述半透半反偏转光学器件的光学面与光轴的夹角为θ2，且θ1与θ2之间的关系满足下列关系式(5)：

θ1+θ2＝90° (5)。

进一步地，所述第一透镜组的焦距为F1，所述第二透镜组的焦距为F2，光学系统的总焦距为F，且F1、F2与F满足下列关系式(6)、(7)：

-2F1/F0 (6)；

F2/F0 (7)。

进一步地，所述第一透镜组与所述第二透镜组内的光学透镜采用的光学材质为塑胶、树脂或玻璃材质。