[发明专利]一种近眼可透视头显光学成像系统

权利要求书

1.一种近眼可透视头显光学成像系统，包括：第一透镜、第二透镜与一显示屏；所述第一透镜的一边与所述显示屏的一边贴合，所述第二透镜的一边与所述显示屏的另一边贴合，所述第一透镜的另一边与所述第二透镜的另一边贴合，所述第一透镜、所述第二透镜和所述显示屏围布形成一个类三角柱体空间；其特征在于，所述第一透镜的面型为类马鞍型自由曲面。

2.根据权利要求1所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，还包括一大视角光学双通道，所述大视角光学双通道包括：

第一光学通道，所述显示屏发射的图像光线经所述第一透镜反射后入射至所述第二透镜，并经由所述第二透镜反射后透射所述第一透镜，形成所述第一光学通道；

第二光学通道，外部环境光线依次透射所述第二透镜和所述第一透镜形成所述第二光学通道。

3.根据权利要求1所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，所述显示屏为LCD显示屏，或LCOS显示屏。

4.根据权利要求1所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜的朝向所述类三角柱体空间的一侧设有一第一线偏振膜层。

5.根据权利要求4所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，所述显示屏为非偏振图像发射器，且所述类三角柱体空间的朝向所述第一透镜一侧设有一第二线偏振膜层。

6.根据权利要求5所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，所述第二线偏振膜层为透射式偏振膜层，且所述透射式偏振膜层的透射光的偏振方向与所述第一线偏振膜层的偏振轴方向垂直。

7.根据权利要求1所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，还包括一线栅，设置于所述显示屏和所述第一透镜之间。

8.根据权利要求1所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜的背离所述类三角柱体空间的一侧设有一第一增透膜层。

9.根据权利要求1所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜的朝向所述类三角柱体空间的一侧设有一半透半反膜层和/或一四分之一波片膜层。

10.根据权利要求9所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，所述四分之一波片膜层的光轴方向与所述第一透镜的朝向所述类三角柱体空间的一侧设置的一第一线偏振透膜层的偏振方向的夹角为40度～50度。

11.根据权利要求9所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，所述半透半反膜层的反射率为25％～35％，透过率为65％～75％。

12.根据权利要求1所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜的背离所述类三角柱体空间的一侧设有一第二增透膜层。

13.根据权利要求1所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜为均厚薄镜片，或所述第一透镜的最大厚度与最小厚度之差小于2mm。

14.根据权利要求1所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜的面型为双曲抛物面、单曲抛物面、XY多项式自由曲面，或泽尼克多项式自由曲面。

15.根据权利要求14所述的近眼可透视头显光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜和/或所述第二透镜的面型均为XY多项式自由曲面，其表达式为：

其中，c是曲率半径，k是二次曲面系数，c_mn是不同阶数的系数，p是多项式的最高次幂，满足1≤m+n≤p，选择偶次X项，保证面型关于YOZ面的对称性。