[發明專利]投影式頭盔光學系統及其投影物鏡、應用該系統的頭盔顯示裝置

無效

• 申請號: 201010242950.7
• 申請日: 2010-08-03
• 公開（公告）號: CN101907764A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 范長江;任志君;應朝福;王輝
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B13/18;G02B5/18;G02B27/18;G02B27/01
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1.一種用于投影式頭盔光學系統的投影物鏡，其特征在于：包括依次設置的、同光軸的第一折射透鏡、第二折射透鏡、第三折射透鏡和第四折射透鏡；所述四個折射透鏡之間具有間隙；

在所述第二正透鏡和第三正透鏡之間還設置有衍射元件。

2.根據權利要求1所述的投影式頭盔光學系統，其特征在于：所述四個折射透鏡均為彎月形正透鏡；

且所述第一折射透鏡和第二折射透鏡的凹形面朝向相同，所述第三折射透鏡和第四折射透鏡的凹形面朝向相同，且所述第一折射透鏡、第二折射透鏡的凹形面與第三折射透鏡、第四折射透鏡的凹形面相對設置。

3.根據權利要求1所述的投影式頭盔光學系統，其特征在于：所述折射透鏡之間的間隙為空氣或其介質。

4.根據權利要求1或2或3所述的用于投影式頭盔光學系統的投影物鏡，其特征在于：所述衍射元件為單層衍射元件或雙層衍射元件，

5.根據權利要求1或2或3所述的用于投影式頭盔光學系統的投影物鏡，其特征在于：所述衍射元件為雙層衍射元件；

所述雙層衍射元件包括一側設置有周期性凸凹微雕結構的第一透射元件和第二透射元件；兩透射元件的凸凹微雕結構具有相同的凸凹周期；

所述第一透射元件和第二透射元件設置有凸凹微雕結構一側相對設置，且兩微雕結構的凸起與凸起相對，凹陷與凹陷相對。

6.根據權利要求5所述的用于投影式頭盔光學系統的投影物鏡，其特征在于：所述第一透射元件和第二透射元件的與凸凹微雕結構相對的一側面為平面、球面或者非球面弧形面。

7.根據權利要求5所述的用于投影式頭盔光學系統的投影物鏡，其特征在于：

第一透射元件的凹陷深度：

第二透射元件的凹陷深度：

其中，n₁(λ₀₁)和n₁(λ₀₂)所述第一透射元件在設計波長分別為λ₀₁和λ₀₂時的折射率；n₂(λ₀₁)和n₂(λ₀₂)所述第二透射元件在設計波長分別為λ₀₁和λ₀₂時的折射率；k₀₁和k₀₂為波數。

8.根據權利要求7所述的用于投影式頭盔光學系統的投影物鏡，其特征在于：所述第一透射元件和第二透射元件的材質分別為FCD₁和FD₆。

9.根據權利要求8所述的用于投影式頭盔光學系統的投影物鏡，其特征在于：在設計兩波長分別為400nm和700nm時，所述H₁＝10.9um，H₂＝5.9um。

10.根據權利要求7所述的用于投影式頭盔光學系統的投影物鏡，其特征在于：所述第一透射元件和第二透射元件的材質分別為SF6和Sk52，或者分別為Ge和ZnSe。

11.一種投影式頭盔光學系統，其特征在于：包括上述權利要求1至10任一所述的投影物鏡。

12.一種投影式頭盔顯示裝置，其特征在于：包括所述權利要求10所述的投影式頭盔光學系統。