[实用新型]头配电视机光学系统镜片

说明书

一、技术领域：

本实用新型涉及一种头配电视机的光学系统镜片，它可以应用到头戴显示器、头盔显示器、个人影院、穿戴式计算机、移动电话、3G手机等电子产品以及个人装备的终端显示系统中。

二、背景技术：

这一种传统终端显示系统的共同特点是采用了近眼光学技术，产生类似远距离的大幅虚拟彩色图像，因此外形类似眼镜的显示装置中光学系统的成像质量和制造难易就成了关键，由于这些传统的光学显示系统是采用多片光学玻璃组合或者多片、单片光学树脂镜片组成，有的体积重量较大，不太受欢迎，有的采用了偏心自由曲面，设计复杂，模具加工难度很大，抛光工艺极难保证型面的精度。

三、发明内容：

本实用新型的目的是，提出一种采用光学树脂PMMA材料的单体棱镜。

本实用新型的技术解决方案是：头配电视机光学系统镜片，是采用光学树脂PMMA材料的单体棱镜，镜片两侧外形和左右中心截面都是近似三角形的棱镜，三角形的三个边呈非球面园弧状，棱镜的三个面A、B、C是偏心非球面，中心截面的中心为O，正负值是由x、y、z座标方向决定，A面为在y轴上度量偏心，C、B面为在z轴上度量偏心，其中A面偏心量为-1.12mm，正负0.1mm；C面偏心量为+1.75mm，正负0.2mm；B面偏心量为-2.60mm，正负0.28mm。0点以前为负，0点以后为正；各个型面为左右对称，上下前后为非对称。

有益效果：由于以上原因，本实用新型光学系统镜片采用光学树脂PMMA材料经高温高压高速注塑成型，型面采用偏心非球面为设计方案制做的单体棱镜，使设计和模具制造工艺简化，周期缩短，成本降低。

四、附图说明：

图1是OLED有机发光体微型显示系统镜片光路图

图2是本实用新型头配电视机光学系统镜片立体示意图

图1中1为OLED有机发光体微型显示器，2为树脂棱镜。

五、具体实施方式：

其主要原理是如图1：由OLED有机发光体微型显示器1所产生的二维彩色图像穿过棱镜2突状偏心非球曲面透镜A面时，图像被第一次放大，产生类似远方效果，由于微型显示器的倾斜而产生的变形也得到了修正，这一被修正的图像射入到偏心非球面B的倾斜凹面时，被B面的棱镜效应反射和折叠，这种倾斜结构可以使光路在无衰减情况下反射和折叠，当这一个图像反射到镀有金属反射膜的C面时，被收差非常小的C面偏心非球面内反射镜又一次放大，这个基本没有收差的图像被全反射膜反射穿透B面时，图像被B面最后又一次放大并校正，当到达观者的眼睛时，产生的大射出瞳径效果使观者所看到的图像已经是一幅数米之远的清晰的大幅虚拟彩色图像。

从图2中可以看出，镜片两侧外形和左右中心截面(图一中2)都近似三角形棱镜，但和三角形不同之处是三角形的三个边呈非球面园弧状，A，B，C三个面为偏心非球面。

由于是采用OLED有机发光体微型显示器，图像被棱镜放大后的解析度为800X600的分辩率，可以看到图像的小字和细节，比使用液晶微型显示器LCD的320X280的分辨率提高了许多，可以达到160万色，由于双眼的立体视觉效应，3D效果大大增强。但是在非球面面型设计之前必须根据瞳孔到虚拟图像的距离、大小(像高)计算出视场角，确定眼容量，预先感知人眼的疲劳度。在编制截面方程时，视每一个型面为一个透镜，在x，y进给值上依据变形程度和材料的收缩率进行修正。为了节省钻石刀具费用，可以先在铜质材料上试做。

C，A，B三个面上偏心距离各不相同，A面偏心量为-1.12mm，正负0.1mm，C面偏心量为+1.75mm，正负0.2mm，B面偏心量为-2.60mm，正负0.28mm。

图2中，正负值是由x、y、z座标方向决定，中心为0，A面为y轴，C、B面为z轴，0点以前为负，0点以后为正。各个型面为左右对称，上下(前后)为非对称。

各型面粗糙度必须达到Rz0.05微米以上，材料硬度达到HRC＞65，否则将影响产品质量和模具使用寿命。