本实用新型涉及一种大视场角高像质的目镜光学系统及设备，包括从人眼观察侧到微型显示器之间沿光轴方向依次排列的第一透镜组以及第二透镜组；第一透镜组由一片或者多片透镜构成，第二透镜组包括菲涅尔透镜；菲涅尔透镜包括菲涅尔面；通过采用了新型光学面型菲涅尔面型与传统光学球面及非球面面型的组合，并且各透镜及透镜组的焦距在满足特定的条件的情况下实现系统像差的大幅消除，降低各光学部件的感度，易于部件的加工及组装，特别是同时实现了大视场角、低畸变、低色差、低场曲、低像散等光学指标，观察者可以通过本实用新型目镜光学系统，观看到全画幅高清、无失真、像质均匀的大幅画面，达到高临场感的视觉体验。