一種頭戴目鏡系統(tǒng)和頭戴顯示設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種頭戴目鏡系統(tǒng)和頭戴顯示設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往的頭戴顯示HMD(headmounteddisplay)系統(tǒng)都有視場角小（一般不超過45 度）的缺點(diǎn)，大大降低了觀察系統(tǒng)的體驗(yàn)效果，難以給人沉浸的觀影感覺，然而一般的光學(xué) 設(shè)計(jì)在增大視角的同時(shí)會(huì)加大畸變和色差這個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的像差，難以校正，只能通過后期 軟件去處理圖像的辦法，這樣就提高了整機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度和成本，這也是為什么頭戴影 院市場一直不溫不火的原因。
[0003] 對(duì)于應(yīng)用于頭戴顯示系統(tǒng)的大視場角目鏡來說，倍率色差、場曲、象散都是影響成 像質(zhì)量的像差，因此亟需一種合適的光學(xué)設(shè)計(jì)徹底解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種頭戴目鏡系統(tǒng)和頭戴顯示設(shè)備，能夠在獲得大視場角的同時(shí)校 正像差，保證大視角的觀影體驗(yàn)。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 一方面，所述頭戴目鏡系統(tǒng)包括：發(fā)光屏幕和左右眼的兩組目鏡；從系統(tǒng)光闌處 至所述發(fā)光屏幕之間每組目鏡依次設(shè)置第一正透鏡和第二負(fù)透鏡，
[0007] 所述第一正透鏡具有正光焦度，包括凸向光闌的第一表面和凸向發(fā)光屏幕的第二 表面；
[0008] 所述第二負(fù)透鏡具有負(fù)光焦度，包括凹向光闌的第三表面和凹向發(fā)光屏幕的第四 表面。
[0009] 優(yōu)選地，所述頭戴目鏡系統(tǒng)的焦距f，所述第一正透鏡的焦距4，第二負(fù)透鏡的焦 距f2滿足下述關(guān)系式：
[0010] f\> 0、f2< 0, f\+f2< 0，
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述頭戴目鏡系統(tǒng)包括：發(fā)光屏幕和左右眼的兩 組目鏡；從光路光闌處至所述發(fā)光屏幕之間每組目鏡依次設(shè)置第一正透鏡和第二負(fù)透鏡， 所述第一正透鏡具有正光焦度，包括凸向光闌的第一表面和凸向發(fā)光屏幕的第二表 面； 所述第二負(fù)透鏡具有負(fù)光焦度，包括凹向光闌的第三表面和凹向發(fā)光屏幕的第四表 面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述頭戴目鏡系統(tǒng)的焦距f，所 述第一正透鏡的焦距，第二負(fù)透鏡的焦距4滿足下述關(guān)系式：
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述頭戴目鏡系統(tǒng)的總長ttl，所 述第一正透鏡的厚度h，第二負(fù)透鏡的厚度12滿足下述關(guān)系式：
其中頭戴目鏡系統(tǒng)的總長ttl為所述第一正透鏡的第一表面與發(fā)光屏幕之間的距離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于， 所述頭戴目鏡系統(tǒng)的焦距為f= 50mm，所述第一正透鏡的焦距為f\= 28mm，第二負(fù)透 鏡的焦距為f2= -36mm; 所述頭戴目鏡系統(tǒng)的總長為ttl= 59mm，所述第一正透鏡的厚度為t丨=18mm，第二負(fù) 透鏡的厚度為t2= 8mm〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡的第一 表面和第二表面，所述第二透鏡的第三表面和第四表面均為偶次非球面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述第一正透鏡和所 述第二負(fù)正透鏡為塑料材質(zhì)； 所述第一正透鏡的折射率范圍為1. 4 < ni< 1. 6,色散范圍為50 <v75 ; 所述第二負(fù)透鏡的折射率范圍為1. 55 <n2< 1. 8,色散范圍為20 <v2< 30。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述第一正透鏡為PMMA型號(hào)的 塑料材質(zhì)，其折射率化=1.491786,色散Vl= 57. 327362 ; 所述第二負(fù)透鏡為H-LAK12型號(hào)的玻璃材質(zhì)，其折射率n2= 1.59,色散v2= 29.9。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于， 所述頭戴目鏡系統(tǒng)的發(fā)光屏幕為1440P、5. 5英寸薄膜晶體管液晶顯示器TFT-IXD。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的頭戴目鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述頭戴目鏡系統(tǒng)的發(fā)光屏幕 通過分屏技術(shù)分為兩個(gè)子屏幕，分別顯示相應(yīng)于左右眼的2D圖像或3D圖像。
10. -種頭戴顯示設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的頭戴目鏡系統(tǒng)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種頭戴目鏡系統(tǒng)和頭戴顯示設(shè)備，所述頭戴目鏡系統(tǒng)包括：發(fā)光屏幕和左右眼的兩組目鏡；從光路光闌處至所述發(fā)光屏幕之間每組目鏡依次設(shè)置第一正透鏡和第二負(fù)透鏡，所述第一正透鏡具有正光焦度，包括凸向光闌的第一表面和凸向發(fā)光屏幕的第二表面；所述第二負(fù)透鏡具有負(fù)光焦度，包括凹向光闌的第三表面和凹向發(fā)光屏幕的第四表面。本技術(shù)方案對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的焦距和長度進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并對(duì)采用偶次非球面的塑料透鏡進(jìn)行合理排列，校正了系統(tǒng)像差，在保證系統(tǒng)的成像質(zhì)量的情況下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化以及大視場角的需求。
【IPC分類】G02B27-01, G02B25-04
【公開號(hào)】CN104614851
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510039387
【發(fā)明人】楊春
【申請(qǐng)人】青島歌爾聲學(xué)科技有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月26日