[发明专利]一种使用自由曲面的虚像成像系统

说明书

本发明公开了一种使用自由曲面的虚像成像系统，涉及光学设计技术领域。该使用自由曲面的虚像成像系统，包括安装板、安装螺栓、第一支撑板、定位机构、定位块、第一自由曲面板、第二自由曲面板、第二支撑板、调节机构、图像源和投影头透镜，两个所述安装螺栓的右端分别与安装板左侧面的顶部和底部螺纹连接，所述第一支撑板的右端与安装板左侧面的底部固定连接。该使用自由曲面的虚像成像系统，首先可以完成对第一自由曲面板拆装，这样可以方便更换新的自由曲面板，从而提高了成像系统的使用时间，然后还能够两次调节图像源的角度，这样可以提高虚像成像的速率，并且能够方便观看者观看虚像，同时，也进一步增加了虚像成像系统的实用性。

技术领域

本发明涉及光学设计技术领域，具体为一种使用自由曲面的虚像成像系统。

背景技术

在成像系统中，比较经常使用的是球面和非球面面型。球面，即均匀球体的表面面型，是比较简单易加工的面型。但在光学系统中，球面镜片会产生较大的像差和畸变，由此产生较明显的图像不清，歪曲，变形等不良现象。

非球面是比球面复杂的面型，用于消除球差、矫正像面弯曲等。而自由曲面是由多种面型和参数叠加而成的复杂曲面，光学性能远远优于非球面。

目前，在虚像成像系统中，普遍采用的球面面型和非球面面型，无论透射还是反射，所产生的虚像图像均存在缺陷，这时就需要通过自由曲面来完成对图像的反射，而且现有的虚像投影系统中图像源都是固定安装在设备上的，不具备调节的功能，这样如果图像源的图像发射角度出现偏差的话，就会影响到自由曲面反射角度，进而造成观看者的视觉效果差，从而降低了虚像成像系统的实用性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种使用自由曲面的虚像成像系统，该使用自由曲面的虚像成像系统具有方便使用、方便调节图像反射角度、提高了观看者的视觉效果和实用性高的优点。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种使用自由曲面的虚像成像系统，包括安装板、安装螺栓、第一支撑板、定位机构、定位块、第一自由曲面板、第二自由曲面板、第二支撑板、调节机构、图像源和投影头透镜，两个所述安装螺栓的右端分别与安装板左侧面的顶部和底部螺纹连接，所述第一支撑板的右端与安装板左侧面的底部固定连接，所述定位机构的底端与第一支撑板顶面的左端固定连接，所述定位块的底端与定位机构的内腔插接，所述第一自由曲面板的底端与定位块的顶端固定连接，所述第二自由曲面板的底端与第一支撑板顶面的左端固定连接，所述第二支撑板的右端与安装板左侧面的顶部固定连接，所述调节机构的底端与第二支撑板的顶面固定连接，所述图像源的顶面与调节机构的左端固定连接，所述投影镜头的顶端套装于图像源的底端。

优选的，所述定位机构包括定位管、螺纹孔、定位螺栓和旋钮，所述定位管的底端与第一支撑板顶面的左端固定连接，所述螺纹孔开设于定位管左侧面的顶部，所述定位螺栓的右端与螺纹孔的内腔插接，所述旋钮的右端与定位螺栓的左端固定连接。

优选的，所述调节机构包括滑轨、限位块、滑块、固定板、通孔、驱动杆、第一固定块、传动框、齿条、减速电机、驱动齿轮、推板、固定杆、第二固定块、气缸和活塞杆，所述滑轨的底面与第二支撑板的顶面固定连接，所述限位块的右侧面与滑轨的左端固定连接，所述滑块底端的卡槽与滑轨的顶端卡接，所述固定板的底端与滑块顶面的左端固定连接，所述通孔开设于固定板两侧面的中心处，所述驱动杆与通孔的内腔插接，所述第一固定块的正面与驱动杆左端的正面均通过销轴铰接，所述传动框的左侧面与驱动杆的右端固定连接，两个所述齿条相反的一面分别与传动框内腔的顶面和底面固定连接，所述减速电机的底端与滑块顶面的中心处固定连接，所述驱动齿轮固定安装于减速电机前端的输出轴末端，所述推板的底端与滑块顶面的右端固定连接，所述固定杆的右端与推板左侧面的顶部固定连接，所述第二固定块的正面与固定杆左端的正面均通过销轴铰接，所述气缸的左端与安装板右侧面的顶部固定连接，所述活塞杆的右端贯穿安装板左侧面的顶部并安装于气缸的左端，所述活塞杆的左端与推板右侧面的中心处固定连接。