[發明專利]目鏡光學系統

有效

• 申請號: 201710021203.2
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106970466B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 馬修·博恩;潘慧峰;李光云
• 申請（專利權）人: 玉晶光電（廈門）有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B25/00
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 何家富

本發明公開一種目鏡光學系統，第一透鏡顯示側面于圓周附近區域具有凸面部，第三透鏡目側面于圓周附近區域具有一凸面部，另外，第一透鏡的阿貝數(Abbe number)定義為υ1，第四透鏡的阿貝數定義為υ4，且此目鏡光學系統符合條件式：20.00≤|υ1?υ4|。本發明的目鏡光學系統可以用于虛擬現實電子裝置，在縮短系統長度的條件下，仍能保有良好的光學成像質量與具有較大的眼視視角。

技術領域

本發明大致上關于一種目鏡光學系統。具體而言，本發明特別是指一種用于虛擬現實電子裝置之目鏡光學系統。

背景技術

虛擬現實(Virtual Reality,VR)是利用計算機技術仿真產生一個三維空間的虛擬世界，提供用戶關于視覺、聽覺等感官仿真，讓使用者感覺身歷其境。目前現有的VR裝置都是以視覺體驗為主。藉由對應左右眼的兩個視角略有差異的分割畫面來模擬人眼的視差，以達到立體視覺。為了縮小虛擬現實裝置的體積，讓用戶藉由較小的顯示畫面得到放大的視覺感受，具有放大功能的目鏡光學系統成了VR研究發展的其中一個主題。

現有的目鏡光學系統的半眼視視角較小，使得觀察者使用時會感到視覺狹窄且分辨率較低。另外，現有的目鏡光學系統的色差和畸變較大，其像差嚴重到顯示畫面必須先進行像差補償，因此如何增加半眼視視角并加強成像質量是目鏡光學系統是一個需要改善的問題。

本發明的目的是提供一種目鏡光學系統，其在縮短系統長度的條件下，仍能保有良好的光學成像質量與具有較大的眼視視角。

發明內容

于是，本發明提出一種增加視場角度及維持足夠之光學性能的四片式目鏡光學系統。在本發明的一實施例中，本發明四片式目鏡光學系統從一目側至一顯示側，在一光軸上依序安排有第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡。第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡都分別具有朝向一目側的目側面以及朝向一顯示側的一顯示側面。且本發明四片式目鏡光學系統僅有上述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡共四片透鏡具有屈光率。

在本發明目鏡光學系統中，第ㄧ透鏡顯示側面于圓周附近區域具有凸面部，第三透鏡目側面于圓周附近區域具有一凸面部。此外，在本發明的其他實施例中，第三透鏡具有正屈光率。

在本發明目鏡光學系統中，第一透鏡的阿貝數(Abbe number)定義為υ1，第四透鏡的阿貝數定義為υ4，且該目鏡光學系統符合條件式：20.00≤|υ1-υ4|。

在本發明目鏡光學系統中，該觀察者的該瞳孔至該顯示畫面沿著該光軸的距離定義為SL，該觀察者的該瞳孔至該第一透鏡的一目側面沿著該光軸的距離定義為ER，且該目鏡光學系統滿足以下關系式：SL/ER≤5.20。

在本發明目鏡光學系統中，該第一透鏡的一目側面至該顯示畫面沿著該光軸的距離定義為TTL，該觀察者的該瞳孔至該第一透鏡的一目側面沿著該光軸的距離定義為ER，且該目鏡光學系統滿足以下關系式：TTL/ER≤4.60。

在本發明目鏡光學系統中，該觀察者的該瞳孔至該第一透鏡的一目側面沿著該光軸的距離定義為ER，該第四透鏡沿著該光軸的中心厚度定義為T4，且該目鏡光學系統滿足以下關系式：ER/T4≤6.50。

在本發明目鏡光學系統中，該第四透鏡與該顯示畫面之間沿著該光軸的一距離定義為G4D，該第二透鏡沿著該光軸的中心厚度定義為T2，且該目鏡光學系統滿足以下關系式：G4D/T2≤5.60.

在本發明目鏡光學系統中，上述該第一透鏡至該第四透鏡之所有中心厚度總和定義為ALT，該第一透鏡與該第二透鏡之間沿著該光軸的一空氣間隙長度定義為G12，該第三透鏡與該第四透鏡之間沿著該光軸的一空氣間隙長度定義為G34，且該目鏡光學系統滿足以下關系式：ALT/(G12+G34)≤2.60。