[发明专利]低畸变光学成像调整方法、系统以及头戴显示设备

权利要求书

1.一种低畸变光学成像调整方法，应用于显示光学模组，其特征在于，所述显示光学模组沿光线入射方向依次包括光阑、透镜及显示屏幕，所述透镜包括第一表面和第二表面，所述第一表面为靠近所述光阑的非球面或者平面，所述光阑位于人眼瞳孔处，所述第二表面为凸向所述显示屏幕的非球面，所述透镜被配置为用于将光线进行多次反射，以形成折叠光路；

所述方法包括：

根据所述显示光学模组，通过添加对所述显示屏幕的尺寸及所述透镜的厚度限定作为约束条件，建立评价函数；

在所述评价函数下，根据至少两个不同的出曈距离，获取所述显示光学模组的成像面上对应于同一视场角下的像高差异量和畸变差异量；

在获取的所述像高差异量大于第一设定值的情况下，将所述像高差异量调整为小于第一设定值；和/或，

在获取的所述畸变差异量大于第二设定值的情况下，将所述畸变差异量调整为小于第二设定值。

2.根据权利要求1所述的低畸变光学成像调整方法，其特征在于，在所述建立评价函数的步骤中，所述约束条件还包括有场曲值和色差值中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的低畸变光学成像调整方法，其特征在于，所述至少两个不同的出曈距离包括第一出曈距离ER₁和第二出曈距离ER₂；

所述方法还包括：

在所述评价函数下，根据所述第一出曈距离ER₁和所述第二出曈距离ER₂，获取所述显示光学模组的成像面上对应不同视场角下的像高差异量和畸变差异量。

4.根据权利要求1所述的低畸变光学成像调整方法，其特征在于，在所述评价函数下，当所述至少两个不同的出曈距离之间的差值为3mm时，所述显示光学模组的成像面上对应最大视场角下的像高畸变差异量＜0.05％。

5.根据权利要求1所述的低畸变光学成像调整方法，其特征在于，所述显示屏幕的尺寸设置为2.1inch～2.4inch；

所述显示光学模组的视场角为100°～120°。

6.根据权利要求1所述的低畸变光学成像调整方法，其特征在于，所述透镜的厚度h设置为：6mm≤h≤48mm；

所述透镜与所述显示屏幕之间的距离设置为16mm～20mm。

7.根据权利要求1所述的低畸变光学成像调整方法，其特征在于，所述透镜的第一表面的曲率半径为＞600mm，K值为-10～0；

所述透镜的第二表面的曲率半径为-80mm～-120mm，K值为-10～0。

8.根据权利要求1所述的低畸变光学成像调整方法，其特征在于，所述透镜的材质为塑胶材料或者玻璃材料。

9.一种低畸变光学成像调整系统，其特征在于，包括：

显示光学模组，所述显示光学模组沿光线入射方向依次包括光阑、透镜及显示屏幕，所述透镜包括第一表面和第二表面，所述第一表面为靠近所述光阑的非球面或者平面，所述光阑位于人眼瞳孔处，所述第二表面为凸向所述显示屏幕的非球面，所述透镜被配置为用于将光线进行多次反射，以形成折叠光路；以及

处理器，所述处理器被配置为用于执行如下步骤：

根据所述显示光学模组，通过添加对所述显示屏幕的尺寸及所述透镜的厚度限定作为约束条件，建立评价函数；

在所述评价函数下，根据至少两个不同的出曈距离，获取所述显示光学模组的成像面上对应于同一视场角下的像高差异量和畸变差异量；

在获取的所述像高差异量大于第一设定值的情况下，将所述像高差异量调整为小于第一设定值；和/或，

在获取的所述畸变差异量大于第二设定值的情况下，将所述畸变差异量调整为小于第二设定值。

10.一种头戴显示设备，其特征在于，包括：如权利要求9所述的低畸变光学成像调整系统。