[发明专利]一种用于头盔显示器的可调节视度的光学系统

权利要求书

1.一种用于头盔显示器的可调节视度的光学系统，其特征在于，包括眼镜状镜片以及中继镜组；

所述眼镜状镜片置于人眼之前，所述中继镜组置于微显示器与眼镜状镜片的内表面之间，其中，眼镜状镜片的内表面朝向人眼一侧，外表面朝向另一侧；所述眼镜状镜片的内表面镀有半反半透膜；

所述中继镜组将头盔显示器的微显示器发出的图像光线传输至眼镜状镜片的内表面上，所述眼镜状镜片再将光线反射至人眼；所述中继镜组将微显示器的图像成实像于眼镜状镜片与中继镜组之间，眼镜状镜片将所述实像成放大的虚像于人眼前；

其中，所述中继镜组包括从眼镜状镜片的内表面一侧至微显示器顺次排列的球面正透镜、平面反射镜、负弯月透镜、第一正双胶合透镜、第二正双胶合透镜以及正弯月透镜；从微显示器发出的光线依次经弯月透镜、第二正双胶合透镜、第一正双胶合透镜和负弯月透镜透射至所述平面反射镜，平面反射镜将透射光线反射至球面正透镜，经球面正透镜会聚至眼镜状镜片的内表面；所述第一正胶合透镜由负透镜和正透镜胶合而成，所述第二正双胶合透镜由正透镜和负透镜胶合而成，第一正双胶合透镜和第二正双胶合透镜的组合用来校正垂轴像差与系统色差；所述正弯月透镜用来校正包括畸变与场曲等视场像差；

所述第二双胶合透镜在第一正双胶合透镜与正弯月透镜之间移动，由此改变中继镜组的焦距，使得中继镜组对微显示器的图像所生成的实像与眼镜状镜片之间的距离随之改变，由此改变所述放大的虚像与人眼之间的距离。

2.如权利要求1所述的一种用于头盔显示器的可调节视度的光学系统，其特征在于，所述眼镜状镜片有N个，N个眼镜状镜片的内表面的曲率半径均相同，其外表面的曲率半径均不同，对应不同的视度，根据用户的近视程度选择与其匹配的眼镜状镜片。

3.如权利要求1或2所述的一种用于头盔显示器的可调节视度的光学系统，其特征在于，所述第一正双胶合透镜和第二正双胶合透镜共光轴。

4.如权利要求3所述的一种用于头盔显示器的可调节视度的光学系统，其特征在于，所述第一正双胶合透镜和第二正双胶合透镜放置于同一个旋转对称的镜筒内。

5.如权利要求3所述的一种用于头盔显示器的可调节视度的光学系统，其特征在于，所述光学系统中各光学镜片的参数如下：

其中，表面序号2-15依次表示眼镜状镜片、球面正透镜、平面反射镜、负弯月透镜、正双胶合透镜、正双胶合透镜和正弯月透镜的光学表面；表面序号上角标带有“*”的表面采用全局坐标系OXYZ确定该表面的位置，其中，Z轴水平向右，Y轴垂直Z轴向上，X轴根据Z轴和Y轴通过右手定则确定；表面序号上角标未带有“*”的表面与其前一个表面共光轴；

L1表示第一双胶合透镜的10号表面与第二双胶合透镜的11号表面之间的距离，其变化范围为1.4mm至6.4mm；

所述各光学表面相对于Y轴和Z轴的偏心量以及相对于X轴的倾斜量分别为：

其中表面16表示微显示器表面。

6.如权利要求3所述的一种用于头盔显示器的可调节视度的光学系统，其特征在于，所述光学系统中各光学镜片的参数如下：

其中，表面序号2-15依次表示眼镜状镜片、球面正透镜、平面反射镜、负弯月透镜、正双胶合透镜、正双胶合透镜和正弯月透镜的光学表面；表面序号上角标带有“*”的表面采用全局坐标系OXYZ确定该表面的位置，其中，Z轴水平向右，Y轴垂直Z轴向上，X轴根据Z轴和Y轴通过右手定则确定；表面序号上角标未带有“*”的表面与其前一个表面共光轴；

L1表示第一双胶合透镜的10号表面与第二双胶合透镜的11号表面之间的距离，其变化范围为0.6mm至4.47mm；

所述各光学表面相对于Y轴和Z轴的偏心量以及相对于X轴的倾斜量分别为：

其中表面16表示微显示器表面。