设计了大视场头盔显示器的目视光学系统,用于满足头盔显示器对大视场、小畸变、高分辨率以及轻量化的苛刻要求。采用4×3阵列式排列、视场角为33°×24°的12组高质量成像目镜系统拼接成单眼目视光学系统来实现系统的大视场设计。为了使系统轻量化,每个单元目镜只采用一片透镜;透镜一面采用二元光学衍射面,利用其特殊色散特性校正目镜系统色差;另一面采用非球面,用于校正目镜光学系统的初、高级单色像差。其图像源为高亮度、高分辨率的OLED微显示器。设计结果显示:单目目视光学系统水平视场达到120°,垂直视场为60°,角分辨率为43pixel/(°);单个目镜系统传递函数在40lp/mm处,轴上视场高于0.62,全视场高于0.1;系统畸变小于3%;系统的双目视场为160°×60°,双目重叠视场为80°×60°。该设计实现了超大视场,满足头盔显示光学系统的成像要求。