[發明專利]一種廣角光學自由曲面鏡片的拼裝方法

有效

• 申請號: 201910360159.7
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110031971B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 深圳市銳思華創技術有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B27/01;G02B5/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種廣角光學自由曲面鏡片的拼裝方法。所述拼裝方法包括如下步驟：第一步，加工自由曲面反射子鏡片；第二步，構建成像光學結構；第三步，安裝自由曲面反射子鏡片；第四步，安裝相機鏡頭結構及圖像分析軟件；第五步，由圖像分析軟件并行分析計算與自由曲面反射子鏡片相對應的ROI的特定頻率的條紋的MTF值，對自由曲面反射子鏡片進行6維度位置調整；第六步、將多個自由曲面反射子鏡片拼接固定成一個整體鏡片。該廣角光學自由曲面鏡片采用多個子鏡片拼裝而成，鏡片加工難度大大降低，節省成本，適用于增強現實抬頭顯示光學系統。

技術領域

本發明涉及光學顯示技術，特別涉及一種采用拼裝技術、易于加工、成本低的廣角光學自由曲面鏡片的拼裝方法。

背景技術

現有用于汽車的增強現實抬頭顯示的光學系統，主要通過多片大面積的自由曲面反射鏡片，能夠實現較大視場角度的抬頭顯示，讓駕駛員做到不低頭、不轉頭就能看到較大橫向角度、縱向角度的圖像，該類抬頭顯示的光學系統主要包括成像器件、定向散射片、多片離軸自由曲面反射鏡片、汽車擋風玻璃、人眼觀察窗，由于要實現較大視場角度的抬頭顯示，要求離軸自由曲面反射鏡片的尺寸相對較大，如實現20度以上的的視場角度，采用兩片離軸自由曲面反射鏡片， 尺寸分別為200mmx100mm、420mmx200mm。

目前，這種大面積自由曲面鏡片加工難度非常大，需要5軸以上機器加工，使得造價非常高。

發明內容

本發明的目的是針對目前用于增強現實抬頭顯示的光學系統的大面積自由曲面鏡片加工難度大、造價高的不足，提供一種廣角光學自由曲面鏡片的拼裝方法，該廣角光學自由曲面鏡片采用多個子鏡片拼裝而成，鏡片加工難度大大降低，節省成本，適用于增強現實抬頭顯示光學系統。

為了解決上述現有技術問題,本發明的技術方案是:

一種廣角光學自由曲面鏡片的拼裝方法，所述拼裝方法包括如下步驟：

第一步，加工自由曲面反射子鏡片，先確定符合要求的大面積自由曲面反射鏡片的設計參數，然后根據大面積自由曲面反射鏡片的設計參數劃分出多個陣列分布的自由曲面反射子鏡片并分別確定其設計參數，然后根據自由曲面反射子鏡片的設計參數分別加工出自由曲面反射子鏡片；

第二步，構建成像光學結構，所述成像光學結構優選為抬頭顯示光學結構，所述抬頭顯示光學結構包括圖像輸入接口、定向衍射片、第一離軸自由曲面反射鏡片、第二離軸自由曲面反射鏡片、成虛像玻璃、人眼觀察窗口、虛像位置，所述定向衍射片作為中繼像面，所述圖像輸入接口的圖像光線通過第一離軸自由曲面反射鏡片、第二離軸自由曲面反射鏡片按照設計的角度投射成像光束到成虛像玻璃上，再通過成虛像玻璃反射部分光線到人眼觀察窗口，使人眼能看到一個在前方的虛像；

第三步，安裝自由曲面反射子鏡片，將第二步構建的成像光學結構中的第二離軸自由曲面反射鏡片替換為第一步中的多個自由曲面反射子鏡片，所述自由曲面反射子鏡片按照第一步中大面積自由曲面反射鏡片設計參數中的位置進行排列，將所述自由曲面反射子鏡片分別連接一精密運動機構，所述精密運動機構至少包括X軸行走模塊、Y軸行走模塊、Z軸行走模塊、及以X軸為轉軸的X軸轉動模塊、及以Y軸為轉軸的Y軸轉動模塊、及以Z軸為轉軸的Z軸轉動模塊，由精密運動機構驅動，自由曲面反射子鏡片能進行6維度的空間位置調整；

第四步，安裝相機鏡頭結構及圖像分析軟件，在第二步構建的成像光學結構中的人眼觀察窗口位置安裝相機鏡頭結構，所述相機鏡頭結構用于代替人眼接收虛像，所述相機鏡頭結構通過數據線連接計算機，所述計算機安裝有圖像分析軟件；