[发明专利]一种用于头盔显示器的光学系统封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于头盔显示器的光学系统封装结构。

背景技术

当今头盔显示器在军工领域得到了较为广泛的应用。机载头盔显示器可以代替机载屏显来显示飞机仪表参数，使飞行员不用低头看仪表，将注意力集中在前方。头盔显示器还可集成头盔瞄准系统，显示瞄准信息，使战斗机飞行员先发制敌。

头盔显示器的光学系统一般都包括像源、透镜组和反射镜，其中像源是一块小型的显示屏，像源发出的光线通过透镜组，打到使用者眼前的反射镜上，光线经反射镜反射后进入人眼，从而让使用者看到图像。其中，像源和和透镜组需要安装在一个光学封装结构中，并需要通过该结构来严格保证透镜和像源的位置精度，否则会影响显示质量。

头盔显示器的光学系统可分为同轴系统和离轴系统两种，同轴系统中各透镜的光轴共线，而离轴系统中各透镜的光轴不共线。同轴系统设计较为简单，加工相对简便，但是结构尺寸较大，重量较重。离轴系统设计较为复杂，加工困难，但是尺寸小，重量轻，可达到更好的成像质量，是当前头盔显示器发展的趋势。然而，由于离轴光学系统中的光学透镜轴线不重合，透镜排列不规则，因此其封装结构的形状也不规则，这样的结构难以加工，难以设置合适的加工基准和测量基准，常需要5轴加工中心才能加工，且加工精度难以保证，光学透镜的定位精度也就难以保证，从而影响了显示质量。因此，光学封装结构的设计与加工是离轴光学系统的一个难点。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种用于头盔显示器的光学系统封装结构，其目的是提高离轴光学系统的透镜位置精度，保证显示质量。

本发明的技术方案是该种用于头盔显示器的光学系统封装结构包括由前部壳体、中部壳体和后部壳体三部分依次连接组成的壳体，所述的前部壳体的其中一个面是完全敞开的，并通过壳体盖板封闭，所述的后部壳体的端部通过后部壳体封闭；

所述的前部壳体内安装有第一透镜和第二透镜，且第一透镜和第二透镜端部的平面作为装配定位面，与前部壳体的内壁贴合，对第一透镜和第二透镜垂直于光轴的方向进行定位；所述的前部壳体的底部设有安装第一透镜和第二透镜的定位槽，对第一透镜和第二透镜沿光轴方向进行定位；

所述的中部壳体内安装有第三透镜、第四透镜和第五透镜，且第四透镜和第五透镜的光轴共线，与第三透镜不共线，所述的第三透镜通过第三透镜压圈压紧固定，所述的第四透镜和第五透镜通过第五透镜压圈一起压紧固定，且第四透镜和第五透镜之间安装有保证两透镜之间距离的透镜垫块；

所述的后部壳体内安装有像源，并通过壳体后盖将像源盖在后部壳体内。

所述的第一透镜和第二透镜为方形，且第一透镜、第二透镜与前部壳体之间设有用于将第一透镜和第二透镜压紧的弹性压紧片；所述的壳体盖板设有对第一透镜和第二透镜进行定位、压紧的定位槽。

所述的第三透镜、第四透镜和第五透镜均为圆形，中部壳体是与第三透镜、第四透镜和第五透镜外形相配合的圆形，且中部壳体上安装第三透镜的一段轴线与安装第四透镜和第五透镜的一段轴线不共线。

所述的像源的安装位置与安装角度通过后部壳体的机加工精度保证。

所述的像源采用OLED屏或者是LCD屏或者是CRT屏。

所述的弹性压紧片的材料为玻璃纤维片或者是尼龙片。

具有上述结构的该种用于头盔显示器的光学系统封装结构对离轴光学系统的透镜和像源固定可靠，透镜位置精度高，提高显示质量，并且像源位置可微调，结构可加工性好，易于实现，具有良好的应用前景。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的主视结构示意图。

图3为本发明的俯视结构示意图。

图4为图2所示结构的A-A方向的剖视图。

图5为图3所示结构的B-B方向的剖视图。

在图1-5中，1：第一透镜；2：第二透镜；3：弹性压紧片；4：第三透镜；5：第四透镜；6：第五透镜；7：像源；8：前部壳体；9：壳体盖板；10：第三透镜压圈；11：中部壳体；12：透镜垫块；13：第五透镜压圈；14：调整垫片；15：后部壳体；16：壳体后盖。

具体实施方式