[发明专利]一种大视场角大出瞳的增强现实显示系统

权利要求书

1.一种大视场角大出瞳的增强现实显示系统，其特征在于，包括：

图像源，用于产生虚拟现实的虚拟信息；

离轴投影系统，至少包括三片球面或非球面的折射透镜，各片折射透镜相互不共轴；

半透半反镜片，设有衍射结构且镀有半透半反膜；

所述的虚拟信息依次经过离轴投影系统的折射后经半透半反镜片反射进入人眼；真实场景光线经半透半反镜片的投射后进入人眼；

其中，离轴投影系统中的折射透镜均为旋转对称结构，其表面面型满足方程(1)，方程(1)中用(x，y，z)表示表面上点的位置坐标值：

$z=\frac{c(x^2+y^2)}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2(x^2+y^2)}}+\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{A}_i{(x^2+y^2)}^{\frac{i}{2}}---\left(1\right)$

其中c是曲面顶点处的曲率，k是曲面的二次曲面常数，A_i是曲面的i阶非球面系数。

2.根据权利要求1所述的大视场角大出瞳的增强现实显示系统，其特征在于，所述的离轴投影系统中折射透镜至少一片为自由曲面透镜。

3.根据权利要求1所述的大视场角大出瞳的增强现实显示系统，其特征在于，所述的衍射结构为菲涅尔纹理结构或全息光栅结构。

4.根据权利要求3所述的大视场角大出瞳的增强现实显示系统，其特征在于，所述的衍射结构为菲涅尔纹理结构，菲涅尔纹理结构的凹槽内镀设半透半反膜后使用与半透半反镜片的折射率相同的材料填平。

5.根据权利要求3或4所述的大视场角大出瞳的增强现实显示系统，其特征在于，所述的衍射结构为菲涅尔纹理结构，所述的菲涅尔纹理结构的面型满足方程(2)：

z＝mod(Z₁，Δh)(2)

其中Z₁满足方程(1)，Δh表示结构矢高。

6.根据权利要求3所述的大视场角大出瞳的增强现实显示系统，其特征在于，所述的衍射结构为全息光栅结构，所述的半透半反镜片包括透明平面透镜以及依次贴附在透明平面透镜上的全息光栅薄膜和半透半反膜。