【技術實現步驟摘要】
本技術涉及顯示設備，特別涉及一種目鏡光學系統及頭戴顯示設備。
技術介紹
1、隨著虛擬現實技術的發展，虛擬現實設備的形態與種類也日益繁多，并且應用領域也愈加廣泛，使用頭顯設備的人員數量也在不斷攀升。用戶使用vr頭顯設備時主要依賴視覺采集信息，當近視或遠視的用戶使用vr頭顯設備時會出現種種不便。為了給用戶提供極佳的感官體驗，目鏡光學系統需要具備較大的視場角、較遠的眼距距離以及較高品質的成像，同時為了滿足不同近視或遠視程度的用戶，還需要具備屈光度可調。然而，當前目鏡光學系統無法同時解決體積較大、畸變較大以及屈光度調節不佳等問題，不能很好的滿足市場的需求。
技術實現思路
1、本技術的主要目的是提出一種目鏡光學系統及頭戴顯示設備，旨在提供一種體積小、重量輕、小畸變以及屈光度可調的目鏡光學系統。
2、為實現上述目的，本技術提出一種目鏡光學系統，具有沿光軸方向呈相對設置的顯示側和目側，以及設于顯示側和目測之間的透鏡組，所述透鏡組包括由顯示側到目側依次布置的光焦度為負的第一透鏡、光焦度為正的第二透鏡、光焦度為正的第三透鏡和光焦度為正的第四透鏡，所述透鏡組能夠沿光軸方向移動，用以調整所述目鏡光學系統的屈光度；
3、所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡均為塑膠非球面透鏡；
4、所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
5、0.5＜ed/f＜1.0；
6、2.3＜ttl/ctw＜6.0；
7、其中，ed表示所述目鏡光學系統的出瞳距離
8、在一實施方式中，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
9、-0.5＜f/f12＜0.5；
10、-1.0＜f/f1+f/f2＜1.0；
11、其中，f表示所述目鏡光學系統的有效焦距，f1表示所述第一透鏡的有效焦距，f2表示所述第二透鏡的有效焦距，f12表示所述第一透鏡和所述第二透鏡的組合焦距。
12、在一實施方式中，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
13、0.5＜f/f2＜1.0；
14、-15＜rs3/f＜-10；
15、其中，f表示所述目鏡光學系統的有效焦距，f2表示所述第二透鏡的有效焦距，rs3表示所述第二透鏡顯示側表面的曲率半徑。
16、在一實施方式中，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
17、0.5＜f3/f4＜1.0；
18、其中，f3表示所述第三透鏡的有效焦距，f4表示所述第四透鏡的有效焦距。
19、在一實施方式中，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
20、-200＜rs8/ct4＜-100；
21、0.5＜ct3/ct2＜1.0；
22、0.2＜ct4/ttl＜0.5；
23、其中，rs8表示所述第四透鏡目側表面的曲率半徑，ct2表示所述第二透鏡的中心厚度，ct3表示所述第三透鏡的中心厚度，ct4表示所述第四透鏡的中心厚度，ttl表示所述目鏡光學的光學總長。
24、在一實施方式中，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
25、1.4≤n1≤1.5，1.6≤n4≤1.7，55≤v1≤60，15≤v4≤20；
26、其中，所述第一透鏡的折射率為n1、色散系數為v1，所述第四透鏡的焦折射率為n4、色散系數為v4。
27、在一實施方式中，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
28、0.1＜dm4/f4＜1.0；
29、其中，dm4表示所述第四透鏡的有效半口徑，f4表示所述第四透鏡的有效焦距。
30、在一實施方式中，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
31、0.5＜f/f4＜1.0；
32、0＜rs8/rs7＜50；
33、其中，f表示所述目鏡光學系統的有效焦距，f4表示所述第四透鏡的有效焦距，rs7表示所述第四透鏡顯示側表面的曲率半徑，rs8表示所述第四透鏡目側表面的曲率半徑。
34、在一實施方式中，所述第一透鏡為雙凹透鏡；
35、所述第二透鏡為雙凸透鏡；
36、所述第三透鏡為雙凸透鏡；
37、所述第四透鏡為凹凸透鏡，其目側表面為凹面。
38、本技術的技術方案，通過設置負光焦度的第一透鏡，有利于光學系統光線的收集，可有效增大視場范圍；通過設置正光焦度的第四透鏡，承擔了系統較大的光焦度，改變光束的傳播方向，校正軸外視場的像差，更有利于光束在像面上成像。通過將第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡均設置為塑料非球面透鏡，極大了減小了光學系統的重量，降低了成本。該光學系統的光線走勢平緩，在引入更多光線的同時使結構更加緊湊，體積更小。并且，通過合理布置個非球面透鏡使得各種像差得到校正，提升了邊緣畫質，成像質量高，滿足小畸變的要求。通過調整透鏡組的位置，使得本光學系統的屈光度可調。在上述特征的基礎上，通過限制出瞳距離、焦距、光學總長以及第一透鏡到顯示側的距離，實現了一種滿足小畸變、大視場角的同時，體積小、重量輕、屈光度可調的目鏡光學系統。
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1.一種目鏡光學系統，其特征在于，所述目鏡光學系統具有沿光軸方向呈相對設置的顯示側和目側，以及設于顯示側和目測之間的透鏡組，所述透鏡組包括由顯示側到目側依次布置的光焦度為負的第一透鏡、光焦度為正的第二透鏡、光焦度為正的第三透鏡和光焦度為正的第四透鏡，所述透鏡組能夠沿光軸方向移動，用以調整所述目鏡光學系統的屈光度；
2.如權利要求1所述的目鏡光學系統，其特征在于，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
3.如權利要求1所述的目鏡光學系統，其特征在于，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
4.如權利要求1所述的目鏡光學系統，其特征在于，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
5.如權利要求1所述的目鏡光學系統，其特征在于，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
6.如權利要求1所述的目鏡光學系統，其特征在于，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
7.如權利要求1所述的目鏡光學系統，其特征在于，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
8.如權利要求1所述的目鏡光學系統，其特征在于，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
9.如權
10.一種頭戴顯示設備，其特征在于，包括如權利要求1至9任意一項所述的目鏡光學系統。
...【技術特征摘要】
1.一種目鏡光學系統，其特征在于，所述目鏡光學系統具有沿光軸方向呈相對設置的顯示側和目側，以及設于顯示側和目測之間的透鏡組，所述透鏡組包括由顯示側到目側依次布置的光焦度為負的第一透鏡、光焦度為正的第二透鏡、光焦度為正的第三透鏡和光焦度為正的第四透鏡，所述透鏡組能夠沿光軸方向移動，用以調整所述目鏡光學系統的屈光度；
2.如權利要求1所述的目鏡光學系統，其特征在于，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
3.如權利要求1所述的目鏡光學系統，其特征在于，所述目鏡光學系統滿足以下條件式：
4.如權利要求1所述的目鏡光學系統，其特征在于，所述目鏡光學系...
【專利技術屬性】
技術研發人員：譚麗夢，趙興明，李守林，謝晉國，
申請(專利權)人：中山聯合光電研究院有限公司，
類型：新型
國別省市：
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