【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学镜头，具体而言，涉及一种vr目镜系统。
技术介绍
1、目前市面已发布的虚拟现实头戴式显示器（virtual reality head-mounteddisplay）中，通常使用焦距短、体积小的光学设计（折返式系统）镜头减小vr目镜的体积。但是，vr目镜的重量依然较重，用户佩戴舒适度较差，且折返式系统设计的视场较小，在用户眼球大角度转动时，vr目镜会产生画面清晰度较低、色差较大的问题，造成用户对边缘视场的目视体验不佳，无法长时间佩戴。
2、也就是说，现有技术中vr目镜系统存在佩戴舒适度差且边缘视场成像质量差的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种vr目镜系统，以解决现有技术中vr目镜系统佩戴舒适度差且边缘视场成像质量差的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种vr目镜系统，由vr目镜系统的目侧面至vr目镜系统的成像面依次包括：第一透镜；连接组件，连接组件由vr目镜系统的目侧面至vr目镜系统的成像面依次包括：第一胶层、线偏振片、第二胶层、偏振反射膜、第三胶层、1/4波片和第四胶层；第二透镜，第一透镜和第二透镜通过连接组件胶合设置，第二透镜具有正光焦度，第二透镜的像侧面为平面；衍射元件，衍射元件贴合在第二透镜的像侧面上，衍射元件具有衍射光学面，衍射光学面为具有预设厚度的平面结构；第三透镜，第三透镜具有负光焦度，第三透镜的目侧面为凸面，第三透镜的像侧面具有半透半反膜，衍射光学面朝向第三透镜的目侧面设置；显示屏，显示屏位
3、进一步地，第一胶层、线偏振片、第二胶层、偏振反射膜、第三胶层、1/4波片和第四胶层的厚度均大于0 mm且小于0.06mm。
4、进一步地，第三透镜的像侧面为平面。
5、进一步地，第一透镜的目侧面至vr目镜系统的成像面的轴上距离ttl、人眼至第一透镜的目侧面的轴上距离ed之间满足：1.155≤ed/ttl≤1.221。
6、进一步地，vr目镜系统的入瞳直径epd、vr目镜系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半imgh之间满足：2.715≤imgh/epd≤3.062。
7、进一步地，第三透镜的有效焦距f3、第i透镜的有效焦距fi之间满足：|f3|<|fi|，其中i取1,2。
8、进一步地，vr目镜系统的有效焦距f、第三透镜的有效焦距f3之间满足：-15.572≤f3/f≤-1.471。
9、进一步地，第一透镜的有效焦距f1、第二透镜的有效焦距f2之间满足：-2.829≤f2/f1≤5.776。
10、进一步地，vr目镜系统的有效焦距f、第一透镜的目侧面至vr目镜系统的成像面的轴上距离ttl之间满足：0.904≤ttl/f≤1.039。
11、进一步地，第一透镜的中心厚度ct1、第二透镜的中心厚度ct2、第一透镜的折射率n1、第二透镜的折射率n2之间满足：-0.653mm≤(ct2*n2)-(ct1*n1)≤3.756mm。
12、进一步地，第一透镜的边缘厚度et1、第二透镜的边缘厚度et2、第三透镜的边缘厚度et3之间满足：2.100≤(et1+et2)/et3≤5.437。
13、进一步地，第一透镜的目侧面至第二透镜的像侧面的轴上距离tr1r4、第三透镜的中心厚度ct3之间满足：1.483≤tr1r4/ct3≤1.703。
14、进一步地，第二透镜的目侧面的曲率半径r3、第三透镜的目侧面的曲率半径r5之间满足：-1.283≤r3/r5≤2.857。
15、进一步地，第一透镜的目侧面至第三透镜的像侧面的轴上距离td、第二透镜和第三透镜之间的空气间隙的轴上距离t23之间满足：0.121≤t23/td≤0.188。
16、应用本专利技术的技术方案，vr目镜系统由vr目镜系统的目侧面至vr目镜系统的成像面依次包括第一透镜、连接组件、第二透镜、衍射元件、第三透镜和显示屏，连接组件由vr目镜系统的目侧面至vr目镜系统的成像面依次包括第一胶层、线偏振片、第二胶层、偏振反射膜、第三胶层、1/4波片和第四胶层；第一透镜和第二透镜通过连接组件胶合设置，第二透镜具有正光焦度，第二透镜的像侧面为平面；衍射元件贴合在第二透镜的像侧面上，衍射元件具有衍射光学面，衍射光学面为具有预设厚度的平面结构；第三透镜具有负光焦度，第三透镜的目侧面为凸面，第三透镜的像侧面具有半透半反膜，衍射光学面朝向第三透镜的目侧面设置；显示屏位于vr目镜系统的成像面；其中，第一透镜、第二透镜和第三透镜同轴设置；第一透镜、连接组件、第二透镜和衍射元件的组合焦距f1、第三透镜的有效焦距f3、vr目镜系统的有效焦距f满足：0.024≤f/(f1-f3)≤0.043；第一透镜、连接组件、第二透镜和衍射元件的组合焦距f1、第三透镜的有效焦距f3之间满足：-2.066≤f3/f1≤-0.036。
17、本申请的vr目镜系统使用三片透镜，第一透镜、第二透镜和第三透镜同轴设置。为了提升用户的边缘视场目视体验，在第一透镜和第二透镜之间胶合了连接组件，连接组件依次包括第一胶层、线偏振片、第二胶层、偏振反射膜、第三胶层、1/4波片和第四胶层，第一透镜和第二透镜之间胶合的线偏振片、偏振反射膜和1/4波片用于控制光路的偏振状态、相位和反射特性，实现光路的折反。第二透镜具有正光焦度，第二透镜的像侧面设置为平面，以便衍射元件贴合在第二透镜的像侧面上，衍射光学面朝向第三透镜的目侧面设置，提高成像的分辨率。vr目镜系统的第三透镜具有负光焦度且第三透镜的像侧面具有半透半反膜，有利于增加vr目镜系统的视场角，使vr目镜系统的光程减小、透镜厚度及重量得到压缩。显示屏位于vr目镜系统的成像面有利于形成清晰的图像。其中，第三透镜的有效焦距f3与第一透镜、连接组件、第二透镜和衍射元件的组合焦距f1比值较小，有利于控制vr目镜系统的重量。通过控制vr目镜系统的有效焦距f与上述f3、f1差值的比值，也间接地控制了折返式系统光学设计下的vr目镜系统的中心厚度及边缘厚度，从而增加用户的佩戴舒适度，减轻用户头部承重感，同时通过合理控制第一透镜、连接组件、第二透镜、衍射元件、第三透镜以及vr目镜系统的焦距关系，可以更好地提升vr目镜系统的成像性能。
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1.一种VR目镜系统，其特征在于，由所述VR目镜系统的目侧面至所述VR目镜系统的成像面依次包括：
2.根据权利要求1所述的VR目镜系统，其特征在于，所述第一胶层、所述线偏振片、所述第二胶层、所述偏振反射膜、所述第三胶层、所述1/4波片和所述第四胶层的厚度均大于0mm且小于0.06mm。
3.根据权利要求1所述的VR目镜系统，其特征在于，所述第三透镜的像侧面为平面。
4.根据权利要求1所述的VR目镜系统，其特征在于，所述第一透镜的目侧面至所述VR目镜系统的成像面的轴上距离TTL、人眼至所述第一透镜的目侧面的轴上距离ED之间满足：1.155≤ED/TTL≤1.221。
5.根据权利要求1所述的VR目镜系统，其特征在于，所述VR目镜系统的入瞳直径EPD、所述VR目镜系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：2.715≤ImgH/EPD≤3.062。
6.根据权利要求1所述的VR目镜系统，其特征在于，所述第三透镜的有效焦距f3、第i透镜的有效焦距fi之间满足：|f3|<|fi|，其中i取1,2。
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