采用双自由曲面反射镜的大视场头盔显示光学系统

摘要

采用双自由曲面反射镜的大视场头盔显示光学系统，涉及光学系统和器件设计领域，解决现有双椭圆结构头盔显示器系统中两个椭球面带来的畸变之外的像差校正难度大的问题，采用双自由曲面反射镜的大视场头盔显示光学系统，该光学系统包括第一自由曲面反射镜、中继透镜组、第二自由曲面反射镜、后继透镜组和显示屏组成。所述光学系统按照逆向光路设计；光路由出瞳处(人眼位置)开始，各视场的光线以平行光的方式经过出瞳进入系统，再经过第一自由曲面反射镜反射后入射到中继透镜组，中继透镜组出射后经过第二自由曲面反射镜反射进入后继透镜组，最后会聚到显示屏上。本发明相比双椭球结构将出瞳直径扩大为8mm，增加了人眼可自由转动的范围。

主权项

采用双自由曲面反射镜的大视场头盔显示光学系统，该光学系统包括第一自由曲面反射镜(A)、中继透镜组、第二自由曲面反射镜(B)、后继透镜组和显示屏(27)；所述光学系统按照逆向光路设计；逆向设计时头盔显示器的出瞳成为光学系统的入瞳，各视场的光线以平行光的方式经过入瞳(1)进入光学系统，再经第一自由曲面反射镜(A)反射后入射到中继透镜组；经中继透镜组出射后由第二自由曲面反射镜(B)反射进入后继透镜组，最后会聚到显示屏(27)上；其特征是，所述中继透镜组和后继透镜组中的透镜表面的面形为旋转对称形式，所述中继透镜组由两个双胶合透镜组组成，第一双胶合透镜组由第一表面(3)、第二表面(4)和第三表面(5)组成，第二双胶合透镜组由第四表面(6)、第五表面(7)和第六表面(8)组成，所述第三表面(5)与第六表面(8)为偶次非球面，第一表面(3)、第二表面(4)、第四表面(6)和第五表面(7)为球面；所述后继透镜组中的多个透镜同轴，所述多个透镜由第七表面(10)、第八面(11)、第九表面(12)、第十表面(13)、第十一表面(14)、第十二表面(15)、第十三表面(16)、第十四表面(17)、第十五表面(18)、第十六表面(19)、第十七表面(20)、第十八表面(21)、第十九表面(22)、第二十表面(23)、第二十一表面(24)、第二十二表面(25)和第二十三表面(26)组成；所述第七表面(10)、第九表面(12)、第十八表面(21)和第二十三表面(26)为偶次非球面，第十二表面(15)为二次曲面，第八面(11)、第十表面(13)、第十一表面(14)、第十三表面(16)、第十四表面(17)、第十五表面(18)、第十六表面(19)、第十七表面(20)、第十九表面(22)、第二十表面(23)、第二十一表面(24)和第二十二表面(25)为球面。