[实用新型]折反式自由曲面二元光学棱镜光学系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学棱镜系统，尤其涉及一种由折反自由曲面和衍射面构成的折衍混合光学棱镜光学系统。

背景技术

现阶段的显示光学产品都是由多种不同材料的光学元件组成的复杂光学系统，主要原因是光学系统必须矫正成像像差和色差，使其能够达到显示所须要的像差和色差要求。如果用简单的单片的光学系统，成像的畸变较大和色差较大，严重影响成像质量。

本实用新型就是用一个简单的光学元件对光学系统像差和色差进行矫正从而达到高清的成像质量。这里利用衍射面有效地拉动长波和短波的焦点位置，(就像用冕玻璃和火石玻璃一样，)从而得到一个矫正色差单块元件；同时，利用折反自由曲面的特性来矫正各种偏心像差，来提高成像质量，使其能够用一个简单的棱镜元件代替复杂的光学系统成像。

基于上述原因，本发明人研制了本实用新型一种“折反式自由曲面二元光学棱镜光学系统”。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足所要解决的技术问题是：提供一个折反式自由曲面二元光学棱镜光学系统，让光线在棱镜内多次折反，从而有效压缩光路所经过的有效几何尺寸，使该棱镜外形尺寸缩小，重量变轻；利用自由曲面来校正各种偏心像差，提高成像质量；利用衍射面来校正色差，减小色差对成像的影响；单个棱镜就是一个光学系统，结构简单，重量轻，有利于运用到眼镜式或头盔式等对体积和重量要求较高的光学产品中。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种折反式自由曲面二元光学棱镜光学系统，包括中框，所述的中框下侧用压紧螺钉安装有透镜固定框，透镜固定框内固定装设有折反自由曲面二元光学棱镜，透镜固定框用压紧螺钉安装在中框中。

所述的中框上侧装有隔圈和安装架，隔圈和安装架用固定螺钉与中框相固定。

所述的折反自由曲面二元光学棱镜包括：实现对入射光线折射并会聚到折反自由曲面二元光学棱镜内的入射面、将从入射面进入棱镜的光线全反射到反射面上的出射面、将出射面反射过来的光线进行二次反射后由出射面折射为平行光进入瞳孔的反射面，所述的入射面是衍射面，所述的出射面是自由曲面，所述的反射面是球面。

所述的折反自由曲面二元光学棱镜设有用于起定位和压紧作用的定位面、安装面和固定台阶。

上述所述的出射面是由xy多项式或泽尼克多项式构成的自由曲面。该自由曲面对光线同时进行折射和全反射，出射面的自由曲面参数为

z=cr21+1-(1+k)c2r2+Σi=1NAiEi(x,y)]]>

所述的入射面是衍射面。

所述的棱镜是由光学塑料注塑成型或者由低熔点玻璃模压成型。

所述的反射面外表面镀高反射膜。

本实用新型一种折反式自由曲面二元光学棱镜光学系统有益效果是：

1)、本实用新型由入射面、出射面、反射面组成一个特殊的光学棱镜，其入射面为衍射面，可以有效的矫正色差，使图像色彩还原性好；出射面为自由曲面，能对偏心像差进行很好的矫正，且该自由曲面不仅在反射中起到矫正像差的作用而且同时在折射时也起到矫正像差的作用，能很大程度的发挥自由曲面的优越性；反射面为球面，反射形式为内反射，在其外表面镀膜有利于提高的反射效率；

2)、整个光学系统为偏心光路，光线在棱镜内多次折反，能有效压缩光路所经过的有效几何尺寸，使该棱镜外形尺寸缩小；