[发明专利]一种可调屈光度的目镜光学系统及头戴显示装置

权利要求书

1.一种可调屈光度的目镜光学系统，其特征在于：包括从人眼观察侧到微型图像显示器之间沿光轴方向依次排列的第一透镜组、第二透镜组以及第三透镜组；所述第一透镜组的有效焦距设为f₁，f₁为正值；所述第二透镜组的有效焦距设为f₂，f₂为负值；所述第三透镜组中靠近微型图像显示器的光学面凸向微型图像显示器方向；

所述第一透镜组相对人眼固定不动；在所述光学系统的焦距变大时，所述第二透镜组与所述第三透镜组沿光轴向人眼方向移动；

所述第三透镜组的有效焦距设为f₃；所述光学系统的有效焦距设为f_w，则f₁、f₂、f₃、f_w满足下列关系式(1)、(2)、(3)：

0.32≤f₁/f_w≤0.61 (1)；

-3.38≤f₂/f_w≤-0.47 (2)；

2.84≤│f₃/f_w│ (3)。

2.根据权利要求1所述的可调屈光度的目镜光学系统，其特征在于，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f₁与f₂满足下列关系式(4)：

-0.18≤f₁/f₂≤-0.70 (4)。

3.根据权利要求1所述的可调屈光度的目镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜组中靠近人眼侧的光学面与所述微型图像显示器之间沿系统光轴方向的距离设为D_w，所述光学系统的有效焦距设为f_w，则D_w与f_w满足下列关系式(5)：

1.02≤f_w/D_w≤1.54 (5)。

4.根据权利要求1所述的可调屈光度的目镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间沿系统光轴方向的距离设为D₁₂；所述第二透镜组与所述第三透镜组之间沿系统光轴方向的距离设为D₂₃；其中，在所述模具光学系统0屈光度矫正状态下，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间沿系统光轴方向的距离设为D₁₂₀，所述第二透镜组与所述第三透镜组之间沿系统光轴方向的距离设为D₂₃₀；

在所述模具光学系统X屈光度矫正状态下，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间沿系统光轴方向的距离设为D_12X，所述第二透镜组与所述第三透镜组之间沿系统光轴方向的距离设为D_23X，则D₁₂₀、D₂₃₀、D_12X、D_23X满足下列关系式(6)：

0.78≤(D_23X-D₂₃₀)/(D_12X-D₁₂₀)≤2.74 (6)。

5.根据权利要求1所述的可调屈光度的目镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜组包括第一透镜；所述第一透镜为双凸正透镜。

6.根据权利要求1所述的可调屈光度的目镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜组包括第一透镜与第二透镜，且所述第一透镜为双凸正透镜；所述第一透镜的有效焦距设为f₁₁，所述第一透镜组的有效焦距为f₁，则f₁₁与f₁满足下列关系式(7)：

0.468≤f₁₁/f₁ (7)。