[实用新型]一种由三个自由曲面构成的目镜光学元件

说明书

技术领域：

本实用新型涉及三个自由曲面构成的目镜光学元件，目镜光学元件装于目镜光学成像系统中，按16：9或者4：3规格成像的LCD产生的画面，经过目镜光学元件放大后送入人的眼球，该目镜光学元件由于光能损失小、色差和畸变小，所以图像更加清晰。

背景技术：

目前，在目镜光学成像系统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所示，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90°射到镀有反射膜的凹面镜B上，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，光学系统厚度大概在25mm。

目前，虽然出现了一体化的目视光学棱镜解决上述的不足，但是还存在如下不足：体积大，比较重，只适合于屏幕长宽比为4：3的微型显示器，但对于屏幕长宽比为16：9的微型显示器，该目视光学棱产生的色差、畸变大，且放大倍数也不够大。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种由三个自由曲面构成的目镜光学元件，它体积小，重量轻，图像畸变小。

本实用新型的由三个自由曲面构成的目镜光学元件是通过如下技术方案来实现的：

一种由三个自由曲面构成的目镜光学元件，该目镜光学元件主要包括三个自由曲面，包括：一位于顶面的入射面，实现光线进入到目镜光学元件内；一位于左侧的全反射面及出射面，将从入射面进入目镜光学元件的光线全反射并折射出去；一位于右侧的反射面，反射面将全反射面及出射面反射过来的光线再反射回全反射面及出射面，最后由全反射面及出射面折射出去聚合到瞳孔A，并从瞳孔A往目镜光学元件望去形成放大的图像，该目镜光学元件与LCD微型显示器组成成像光学系统，该目镜光学元件将LCD微型显示器能产生16：9或者4：3画面规格的影像放大，在观测者的眼前形成按16：9或者4：3规格放大的虚拟画面。

上述所述的入射面、全反射面及出射面和反射面的自由曲面满足如下方程：

z=c(X2+Y2)1+[1-(1+k)c2(X2+Y2)]+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。

上述所述的目镜光学元件是由折射率大于1.4的透明塑料注塑成型。

上述所述的反射面外表面镀反射膜。