[發(fā)明專利]一種可疊加光路的目鏡光學系統(tǒng)及頭戴顯示裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011629048.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112630979A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 郭健飛;曹鴻鵬;彭華軍
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳納德光學有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B25/00;G02B27/10
• 代理公司: 深圳市多智匯新知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 44472
• 代理人: 魯華

1.一種可疊加光路的目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于：包括依次相接的像面、輔助光路、分光鏡以及主光路；所述像面的光軸與所述輔助光路的光軸重合；所述主光路的光軸與所述輔助光路的光軸相互垂直；所述主光路的光軸經(jīng)所述分光鏡反射并與經(jīng)所述分光鏡透射的輔助光路疊加；

所述主光路包括從所述分光鏡至微型圖像顯示器沿光軸方向依次排列的第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡；所述第一透鏡為正透鏡；所述第二透鏡為負透鏡；所述第三透鏡為正透鏡；

所述輔助光路包括從所述像面至所述分光鏡沿光軸方向依次排列的第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡；

所述光學系統(tǒng)的有效焦距設為F，所述主光路的有效焦距設為F₁，所述輔助光路的有效焦距設為F₂，且F、F₁、F₂滿足下列關系式(1)、(2)：

0.558≤F₁/F≤1.822 (1)；

2.265≤F_t/F≤3.493 (2)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可疊加光路的目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，所述主光路的有效焦距為F₁，所述輔助光路的有效焦距為F₂，且F₁、F₂滿足下列關系式(3)：

1.413≤F_t/F₁≤4.63 (3)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可疊加光路的目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，所述像面的像高設為H，所述微型圖像顯示器的像高設為h，且H、h滿足下列關系式(4)：

0.346≤h/H≤0.716 (4)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可疊加光路的目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，所述分光鏡的光線反射率設為μ，所述分光鏡的透射率為n，且μ、n足下列關系式(5)：

80％≤μ+n≤100％ (5)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可疊加光路的目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，所述主光路與所述輔助光路的光軸夾角設為θ，且θ滿足下列關系式(6)：

θ＜180° (6)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可疊加光路的目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡遠離所述微型圖像顯示器側(cè)的光學面凹向微型圖像顯示器方向，且該光學面為偶次非球面面型。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可疊加光路的目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第四透鏡為負透鏡；所述第五透鏡與所述第六透鏡為正透鏡。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可疊加光路的目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第二透鏡靠近微型圖像顯示器側(cè)的光學面凹向微型圖像顯示器方向，且該光學面為球面面型。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可疊加光路的目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，所述分光鏡、所述主光路以及所述輔助光路內(nèi)各透鏡的基底材質(zhì)均為光學玻璃材質(zhì)。

10.一種頭戴顯示裝置，包括微型圖像顯示器以及物體外形觀測攝像設備，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1-9中任一項所述的目鏡光學系統(tǒng)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的頭戴顯示裝置，其特征在于，所述微型圖像顯示器包括有機電致發(fā)光發(fā)光器件、透射式液晶顯示器或反射式液晶顯示器。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的頭戴顯示裝置，其特征在于，所述物體外形觀測攝像設備包括但不限于顯微鏡或望遠鏡。