一种头戴目镜系统和头戴显示设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学技术领域，特别涉及一种头戴目镜系统和头戴显示设备。
【背景技术】
[0002] 以往的头戴显示HMD(headmounteddisplay)系统都有视场角小（一般不超过45 度）的缺点，大大降低了观察系统的体验效果，难以给人沉浸的观影感觉，然而一般的光学 设计在增大视角的同时会加大畸变和色差这个光学系统的像差，难以校正，只能通过后期 软件去处理图像的办法，这样就提高了整机系统的设计难度和成本，这也是为什么头戴影 院市场一直不温不火的原因。
[0003] 对于应用于头戴显示系统的大视场角目镜来说，倍率色差、场曲、象散都是影响成 像质量的像差，因此亟需一种合适的光学设计彻底解决上述问题。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种头戴目镜系统和头戴显示设备，能够在获得大视场角的同时校 正像差，保证大视角的观影体验。
[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0006] 一方面，所述头戴目镜系统包括：发光屏幕和左右眼的两组目镜；从系统光阑处 至所述发光屏幕之间每组目镜依次设置第一正透镜和第二负透镜，
[0007] 所述第一正透镜具有正光焦度，包括凸向光阑的第一表面和凸向发光屏幕的第二 表面；
[0008] 所述第二负透镜具有负光焦度，包括凹向光阑的第三表面和凹向发光屏幕的第四 表面。
[0009] 优选地，所述头戴目镜系统的焦距f，所述第一正透镜的焦距4，第二负透镜的焦 距f2满足下述关系式：
[0010] f\> 0、f2< 0, f\+f2< 0，
【主权项】
1. 一种头戴目镜系统，其特征在于，所述头戴目镜系统包括：发光屏幕和左右眼的两 组目镜；从光路光阑处至所述发光屏幕之间每组目镜依次设置第一正透镜和第二负透镜， 所述第一正透镜具有正光焦度，包括凸向光阑的第一表面和凸向发光屏幕的第二表 面； 所述第二负透镜具有负光焦度，包括凹向光阑的第三表面和凹向发光屏幕的第四表 面。
2. 根据权利要求1所述的头戴目镜系统，其特征在于，所述头戴目镜系统的焦距f，所 述第一正透镜的焦距，第二负透镜的焦距4满足下述关系式：
3. 根据权利要求2所述的头戴目镜系统，其特征在于，所述头戴目镜系统的总长ttl，所 述第一正透镜的厚度h，第二负透镜的厚度12满足下述关系式：
其中头戴目镜系统的总长ttl为所述第一正透镜的第一表面与发光屏幕之间的距离。
4. 根据权利要求3所述的头戴目镜系统，其特征在于， 所述头戴目镜系统的焦距为f= 50mm，所述第一正透镜的焦距为f\= 28mm，第二负透 镜的焦距为f2= -36mm; 所述头戴目镜系统的总长为ttl= 59mm，所述第一正透镜的厚度为t丨=18mm，第二负 透镜的厚度为t2= 8mm〇
5. 根据权利要求1-4任一项所述的头戴目镜系统，其特征在于，所述第一透镜的第一 表面和第二表面，所述第二透镜的第三表面和第四表面均为偶次非球面。
6. 根据权利要求1-4任一项所述的头戴目镜系统，其特征在于，所述第一正透镜和所 述第二负正透镜为塑料材质； 所述第一正透镜的折射率范围为1. 4 < ni< 1. 6,色散范围为50 <v75 ; 所述第二负透镜的折射率范围为1. 55 <n2< 1. 8,色散范围为20 <v2< 30。
7. 根据权利要求6所述的头戴目镜系统，其特征在于，所述第一正透镜为PMMA型号的 塑料材质，其折射率化=1.491786,色散Vl= 57. 327362 ; 所述第二负透镜为H-LAK12型号的玻璃材质，其折射率n2= 1.59,色散v2= 29.9。
8. 根据权利要求1所述的头戴目镜系统，其特征在于， 所述头戴目镜系统的发光屏幕为1440P、5. 5英寸薄膜晶体管液晶显示器TFT-IXD。
9. 根据权利要求8所述的头戴目镜系统，其特征在于，所述头戴目镜系统的发光屏幕 通过分屏技术分为两个子屏幕，分别显示相应于左右眼的2D图像或3D图像。
10. -种头戴显示设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的头戴目镜系统。
【专利摘要】本发明公开了一种头戴目镜系统和头戴显示设备，所述头戴目镜系统包括：发光屏幕和左右眼的两组目镜；从光路光阑处至所述发光屏幕之间每组目镜依次设置第一正透镜和第二负透镜，所述第一正透镜具有正光焦度，包括凸向光阑的第一表面和凸向发光屏幕的第二表面；所述第二负透镜具有负光焦度，包括凹向光阑的第三表面和凹向发光屏幕的第四表面。本技术方案对光学系统的焦距和长度进行合理设计，并对采用偶次非球面的塑料透镜进行合理排列，校正了系统像差，在保证系统的成像质量的情况下，同时实现小型化、轻量化以及大视场角的需求。
【IPC分类】G02B27-01, G02B25-04
【公开号】CN104614851
【申请号】CN201510039387
【发明人】杨春
【申请人】青岛歌尔声学科技有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月26日