[实用新型]自由曲面全反射式的目视光学棱镜

说明书

技术领域：

本实用新型涉及自由曲面全反射式的目视光学棱镜，目视光学棱镜装于眼镜显示器里面，眼镜显示器中的微型显示器芯片显示的图像，经过目视光学棱镜放大后送入人的眼球，该目视光学棱镜由于光能损失小、色差和畸变小，所以图像更加清晰，为了保证图像质量。

背景技术：

目前，在眼镜显示器及其同类产品中广泛使用一种较为标准式的光学系统，该系统可以虚拟放大电视、电影设备及DVD等图像。如图1、图2示，该标准式的光学系统由下列光学件组成，：(1)、凸透镜D；(2)、凹面镜B；(3)、半透半反射镜C。其工作原理是：将显示器芯片A显示的图像的光线先射到半透半反射镜C上，再折转90⁰射到镀有反射膜的凹面镜B上，而光线反射回并通过半透半反射镜C和凸透镜D到观察者的眼睛。该系统主要的缺点有如下几点：(1)、成像质量差，主要是光的路线长光能损失大，色差、畸变大；(2)、光学件多，加工工序长，尤其是半透半反射镜镀一层半透半反射膜技术难度大，生产效率低，废品多，成本高，经济效益差；(3)、光学系统长，装在眼镜显示器中，使体积增大，佩戴在观察者头上，使鼻部压力大，易造成疲倦。

另外，目前同类眼镜显示器产品左、右目视光学系统的出射光轴的平行度，靠装配尺寸保证，未设计平行度的调整机构，因此在产品装配中，对左、右目视光学系统出射光轴的平行度，很难保证，直接影响了观察的效果。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供自由曲面全反射式的目视光学棱镜，它光能损失小，缩短光程，使产品外形缩小；光学件少，重量轻，安装在眼镜显示器时方便佩戴和调整。

本实用新型的自由曲面全反射式的目视光学棱镜是通过如下技术方案来实现的：

一种自由曲面全反射式的目视光学棱镜，它包括：一位于顶面的入射平面，实现光线进入到目视光学棱镜内；一位于左侧的球面，将从入射平面进入目视光学棱镜的光线反射出去；一位于右侧的自由曲面，自由曲面将从球面射过来的光线再全反射回球面，最后由球面折射出去聚合到瞳孔A，并从瞳孔A往目视光学棱镜望去形成放大的图像。

上述所述的目视光学棱镜的正面和后面是平面。

上述所述的目视光学棱镜的正面和后面是平行的。

上述所述的目视光学棱镜是由塑料注塑成型。

上述所述的目视光学棱镜是由玻璃材料制造。

上述所述的自由曲面外表面镀反射膜。

上述所述的正面和后面的顶部个设置有凸台，凸台顶面上凸出有转轴。

上述入射平面的顶点、球面的顶点、自由曲面的顶点在以瞳孔A为原点的YZ平面的偏心坐标为(13.467，28.86)、(2.873，25.135)、(-0.694，31.146)，入射平面相对于水平面的偏转角在-2°和-3°之间，球面的曲率半径R在345mm至360mm之间，所述自由曲面是采用如下多项式的自由曲面结构：

z=cr21+1-(1+k)c2r2+Σj=266CjXmYn]]>

其中，j＝[(m+n)²+m+3n]/2+1，z是Z轴方向的矢高，c是顶点曲率半径，、k是二次曲面系数，C_j是多项式系数，C_j取值如下：