[發明專利]一種近眼可透視頭顯光學系統

在審

• 申請號: 201810050821.4
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN109782441A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 衛榮杰
• 申請（專利權）人: 塔普翊海（上海）智能科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 董科

1.一種近眼可透視頭顯光學系統，包括第一透鏡、第二透鏡和一個微型圖像顯示器，所述第一透鏡與所述第二透鏡皆與所述微型圖像顯示器貼合，其特征在于，所述第一透鏡與所述第二透鏡皆為均厚的自由曲面透鏡，用以使所述微型圖像顯示器產生的影像在所述第一透鏡與所述第二透鏡中反射成像。

2.一種近眼可透視頭顯光學系統，包括第一透鏡、第二透鏡和一個微型圖像顯示器，所述第一透鏡具有第一表面與第二表面，所述第二透鏡具有第三表面與第四表面，所述第一透鏡與所述第二透鏡皆與所述微型圖像顯示器貼合，其特征在于，所述第一透鏡與所述第二透鏡皆為均厚的自由曲面透鏡，且所述第二表面與所述第三表面皆涂布一層半反半透膜，用以使所述微型圖像顯示器產生的影像在所述第一透鏡與所述第二透鏡中反射成像。

3.一種近眼可透視頭帶顯示器，包括第一鏡片組、第二鏡片組以及一個微型圖像顯示器，所述第一鏡片組與所述第二鏡片組一體成形后，并與所述微型圖像顯示器貼合成一體，其特征在于，所述第一鏡片組與所述第二鏡片組為相同結構，其中，所述第一鏡片組與所述第二鏡片組均由第一透鏡及第二透鏡所組成，所述第一透鏡與所述第二透鏡皆為均厚的自由曲面透鏡，所述第一透鏡具有第一表面與第二表面，所述第二透鏡具有第三表面與第四表面，且所述第二表面與所述第三表面皆涂布一層半反半透膜，用以使所述微型圖像顯示器產生的影像在所述第一鏡片組與所述第二鏡片組中反射成像。

4.如權利要求1或2或3所述的近眼可透視頭顯光學系統，其特征在于，所述第一表面、所述第二表面、所述第三表面以及所述第四表面滿足下術面形方程(1)：

其中，c＝1/r₀，r₀為自由曲面基準面的曲率半徑，k為二次曲面系數，r為入射光線的徑向坐標，ai為高階系數，Zi(ρ，φ)為澤尼克多項式，N為澤尼克多項式的總數，Ai為第i項澤尼克多項式的系數，ρ為歸一化的半徑坐標，φ為歸一化的角度坐標。

5.如權利要求1或2或3所述的近眼可透視頭顯光學系統，其特征在于，所述第二表面、所述第三表面以及所述第四表面應滿足條件方程(2)至(4)：

其中，b是所述微型圖像顯示器發射出所述第一光線的發射點，b2為所述第一光線反射時與所述第三表面的交點，b1為所述第一光線反射時與所述第二表面反射時的交點；b3為所述第一光線折射時與所述第二表面的交點；a是所述微型圖像顯示器發射出所述第二光線的發射點，a2為所述第二光線反射時與所述第三表面的交點，a1為所述第二光線反射時與所述第二表面反射時的交點；a3為所述第二光線折射時與所述第二表面的交點。

6.如權利要求1或2或3所述的近眼可透視頭顯光學系統，其特征在于，所述第一透鏡與所述第二透鏡的材料是光學玻璃,甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚碳酸酯(PC),聚丙烯(PP),聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或耐綸(Nylon)。

7.如權利要求1或2所述的近眼可透視頭顯光學系統，其特征在于，所述第一透鏡與所述第二透鏡是一體成型的。

8.如權利要求1或2或3所述的近眼可透視頭顯光學系統，其特征在于，所述第一透鏡與所述第二透鏡是厚度均為1-3mm。

9.如權利要求2或3所述的近眼可透視頭顯光學系統，其特征在于，當所述微型圖像顯示器產生的所述影像通過所述第一透鏡及所述第二透鏡反射后，其在所述第一透鏡的反射面將所述圖像的Y軸放大和X軸放大、及在其所述第二透鏡的反射面將所述圖像的Y軸放大和X軸縮小。

10.如權利要求2或3所述的近眼可透視頭顯光學系統，其特征在于，所述第二表面的所述半反半透膜的反射率為20-70％，或是所述第三表面的所述半反半透膜的反射率為20-70％。