【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学成像，具体涉及一种无畸变紧凑型离轴近眼显示光学系统。
技术介绍
1、近年来，随着虚拟/增强现实技术的发展，相关的头盔显示设备也层出不穷。因为头盔显示设备佩戴在用户的头部，所以要求该设备轻量紧凑。增强现实技术将虚拟世界的信息和现实世界的信息叠加在一起，被用户的眼睛所感知，所以要求头盔显示设备能够实现大视场角、高清晰度，这就对光学系统的结构提出了很高的要求。现有的用于增强现实显示系统的光学模组主要分为同轴折反式、全息波导、几何光学波导等方式。基于同轴折反式的显示模组图像清晰度高，但是较为笨重且视场角受到结构的限制，光能利用率低。基于全息波导的光学模组是利用光学衍射原理，这种结构可以将整个模组做得很轻薄，但是衍射造成的颜色失真和由此引发的观看视角的限制是存在的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种无畸变紧凑型离轴近眼显示光学系统，该系统具有紧凑的结构，光学零件体积小，且清晰度高的特点。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种无畸变紧凑型离轴近眼显示光学系统，其包括：显示器、第一自由曲面元件、第二自由曲面元件，并通过所述第一自由曲面元件及所述第二自由曲面元件构成第一子光路和第二子光路；所述第一自由曲面元件顶部的一侧设有第一进光曲面，所述进光曲面下方设有出光曲面，所述第一自由曲面元件远离所述第一进光曲面的一侧从上至下依次设有第一反射曲面和第二反射曲面；所述第二自由曲面元件的一侧设有与所述第二反射曲面适配的贴合曲面，以及远离所述贴合曲面一侧的
3、优选的，所述第一子光路为：经所述第一进光曲面进入，依次经所述第一反射曲面、出光曲面、第二反射曲面的三次反射后，再次经所述出光曲面透出。
4、优选的，所述第二子光路为：经所述第二进光曲面进入，依次经所述贴合曲面、所述第二反射曲面及所述出光曲面透出。
5、优选的，所述显示器的对角尺寸范围为0.65至0.75英寸，虚拟图像显示光路视场角大于45度，畸变小于0.5%；所述第一反射曲面与所述出光曲面间距小于11毫米。
6、优选的，所述第二反射曲面设有分光膜，且分光比为1：1。
7、本专利技术有益效果在于：其中光线由显示器的发光面发出，经过覆盖在显示器上的保护玻璃板后由出射，然后光线由第一进光曲面进入第一自由曲面元件，经第一反射曲面反射后，改变传播方向并第一次到达出光曲面，当光线第一次经过出光曲面时光线入射角满足从光密介质到光疏介质时的全内反射条件，并发生全内反射，然后到达第二反射曲面，该表面镀分光膜，透射光线继续向前传播直到消失，而被反射的光线第二次到达出光曲面，此时光线入射角不满足全反射条件，光线可以直接透过出光曲面，并到达系统出瞳，人眼即可观察到经过光学系统放大的显示器上显示的图像；该系统具有紧凑的结构，光学零件体积小，且清晰度高。
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1.一种无畸变紧凑型离轴近眼显示光学系统，其特征在于,包括：显示器、第一自由曲面元件、第二自由曲面元件，并通过所述第一自由曲面元件及所述第二自由曲面元件构成第一子光路和第二子光路；
2.根据权利要求1所述的一种无畸变紧凑型离轴近眼显示光学系统，其特征在于，所述第一子光路为：经所述第一进光曲面进入，依次经所述第一反射曲面、出光曲面、第二反射曲面的三次反射后，再次经所述出光曲面透出。
3.根据权利要求1所述的一种无畸变紧凑型离轴近眼显示光学系统，其特征在于，所述第二子光路为：经所述第二进光曲面进入，依次经所述贴合曲面、所述第二反射曲面及所述出光曲面透出。
4.根据权利要求1所述的一种无畸变紧凑型离轴近眼显示光学系统，其特征在于：所述显示器的对角尺寸范围为0.65至0.75英寸，虚拟图像显示光路视场角大于45度，畸变小于0.5%；所述第一反射曲面与所述出光曲面间距小于11毫米。
5.根据权利要求1所述的一种无畸变紧凑型离轴近眼显示光学系统，其特征在于：所述第二反射曲面设有分光膜，且分光比为1：1。
【技术特征摘要】
1.一种无畸变紧凑型离轴近眼显示光学系统，其特征在于,包括：显示器、第一自由曲面元件、第二自由曲面元件，并通过所述第一自由曲面元件及所述第二自由曲面元件构成第一子光路和第二子光路；
2.根据权利要求1所述的一种无畸变紧凑型离轴近眼显示光学系统，其特征在于，所述第一子光路为：经所述第一进光曲面进入，依次经所述第一反射曲面、出光曲面、第二反射曲面的三次反射后，再次经所述出光曲面透出。
3.根据权利要求1所述的一种无畸变紧凑型离轴近眼显示光学系统，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：付金龙，邢硕，付译虹，
申请(专利权)人：物芯智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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