[发明专利]具有扩展边缘的双视场自由曲面棱镜头盔显示器用光学系统

权利要求书

1.一种自由曲面棱镜式头盔显示器用光学系统，其特征在于其结构由自由曲面棱镜、自由曲面透镜和微显示器组成，微型显示器和自由曲面棱镜组成虚拟现实用投影光学系统，自由曲面棱镜和自由曲面透镜组成增强现实用透视光学系统。 

2.如权利要求1所述的头盔显示器用光学系统，其特征在于投影系统和透视系统各自采用不同的视场角设计，且投影光学系统的视场角小于或等于透视光学系统的视场角。 

3.如权利要求1所述的头盔显示器用光学系统，其特征在于自由曲面棱镜和自由曲面透镜的实际尺寸大于有效工作区域。 

4.如权利要求1所述的头盔显示器用光学系统，其特征在于自由曲面棱镜和自由曲面透镜的底部表面在同一平面内。 

5.如权利要求1所述的自由曲面棱镜，其特征在于由三个自由曲面组成，表面1为具有负光焦度凸面形透射面,，表面2为具有负光焦度凹面形反射面，，表面3为具有负光焦度的凹面形透射面。 

6.如权利要求1所述的自由曲面棱镜，其特征在于表面2可以镀全反射膜层，用于虚拟现实，也可以镀半反半透膜层，用于增强现实。 

7.如权利要求5所述的自由曲面棱镜的表面1，其特征在于其球面/圆锥面基底的曲率半径在子午方向和弧矢方向的曲率（弧矢方向Rx和子午方向的曲率半径Ry）满足|Rx/Ry|<0.8。 

8.如权利要求5所述的自由曲面棱镜的所有光学表面，其特征在于局部曲率半径在子午方向和弧矢方向的曲率（弧矢方向的局部曲率半径LRx和子午方向的局部曲率半径LRy）满足条件|LRx/LRy|<18。