[实用新型]一种短焦光学系统

权利要求书

1.一种短焦光学系统，其特征在于，沿着光入射方向顺次包括：发光屏幕、第二透镜和第一透镜，所述第一透镜包括朝向人眼的第一有效面和朝向发光屏幕的第二有效面，所述第二透镜包括朝向人眼的第三有效面和朝向发光屏幕的第四有效面；

所述第一透镜的第一有效面贴付第一四分之一波片，所述第一四分之一波片朝向人眼的表面贴付偏振反射膜，所述偏振反射膜的偏振化方向与第一四分之一波片的晶体光轴成45度夹角；

所述第二透镜的第四有效面贴付半反半透膜；

所述发光屏幕的有效发光面贴付第二四分之一波片。

2.根据权利要求1所述的短焦光学系统，其特征在于，

发光屏幕发出的线偏振光穿过第二四分之一波片后被转换为圆偏振光射出，射出的圆偏振光经过半反半透膜被分成穿透半反半透膜并射入第二透镜的透射光和反射向发光屏幕方向的反射光；

所述透射光经过第二透镜汇聚后并依次穿透第二透镜、第一透镜和第一四分之一波片后被转换为线偏振光再经过偏振反射膜反射，被偏振反射膜反射的光线依次穿透第二四分之一波片、第一透镜和第二透镜后被所述半反半透膜再次分成透射光和反射光；

被再次分成的反射光第三次穿透第二透镜、第一透镜和第二四分之一波片后，通过所述偏振反射膜并射出。

3.根据权利要求1所述的短焦光学系统，其特征在于，

所述第一透镜的第一有效面为平面、球面或非球面，所述第一透镜的第二有效面为球面、非球面或菲涅尔面；

所述第二透镜的第三有效面为平面、球面或非球面，所述第二透镜的第四有效面为球面、非球面或菲涅尔面。

4.根据权利要求3所述的短焦光学系统，其特征在于，

所述第一透镜的第一有效面为平面，所述第一有效面的有效口径D1、面型半径R1和圆锥系数K1分别满足：30mm<D1<60mm，R1＝+∞，K1＝0；

所述第一透镜的第二有效面为非球面，所述第二有效面的有效口径D2、面型半径R2和圆锥系数K2分别满足：30mm<D2<60mm，50mm<R2<200mm，-20<K2<20；

所述第二透镜的第三有效面为平面，所述第三有效面的有效口径D3、面型半径R3和圆锥系数K3分别满足：30mm<D3<60mm，R3＝+∞，K3＝0；

所述第二透镜的第四有效面为非球面，所述第四有效面的有效口径D4、面型半径R4和圆锥系数K4分别满足：30mm<D4<60mm，50mm<R4<200mm，-20<K4<20。

5.根据权利要求4所述的短焦光学系统，其特征在于，

所述第一透镜的第一有效面与其第二有效面在光轴上的距离L12满足：3mm<L12<12mm；

所述第一透镜的第二有效面与所述第二透镜的第三有效面在光轴上的距离L23满足：4mm<L23<10mm；

所述第二透镜的第三有效面与其第四有效面在光轴上的距离L34满足：3mm<L34<12mm；

所述第二透镜的第四有效面与所述发光屏幕在光轴上的距离L满足：0mm<L<6mm。

6.根据权利要求5所述的短焦光学系统，其特征在于，

所述第一透镜的第一有效面与其第二有效面在光轴上的距离L12＝4.5mm，所述第一有效面的有效口径D1与第二有效面的有效口径D2满足：D1＝D2＝48mm，所述第二有效面的面型半径R2＝87.94mm，所述第二有效面的圆锥系数K2＝-1；

所述第一透镜的第二有效面与所述第二透镜的第三有效面在光轴上的距离L23＝4.3mm；

所述第二透镜的第三有效面与其第四有效面在光轴上的距离L34＝5mm，所述第三有效面的有效口径D3与第四有效面的有效口径D4满足：D3＝D4＝48mm，所述第四有效面的面型半径R4＝78.25mm，所述第四有效面的圆锥系数K4＝6.35；

所述第二透镜的第四有效面与所述发光屏幕在光轴上的距离L＝1mm。