緊湊穿透式視頻眼鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、視頻眼鏡是現(xiàn)代顯示領(lǐng)域一種全新的顯示技術(shù)。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及信息化部隊(duì)裝備的需要，視頻眼鏡的地位日漸重要起來，其在很多領(lǐng)域都有著非常廣泛的應(yīng)用。其中，穿透式視頻眼鏡在近幾年更是取得了巨大的進(jìn)展，成為穿戴式技術(shù)領(lǐng)域的重中之重。
　　本文從穿透式視頻眼鏡光學(xué)系統(tǒng)的基本原理出發(fā)，針對現(xiàn)有波導(dǎo)結(jié)構(gòu)所存在的問題，提出了一種全新的層疊陣列波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一款適合電子消費(fèi)領(lǐng)域應(yīng)用的緊湊型穿透式視頻眼鏡。論文取得主要成果

2、如下:
　　論文首先對穿透式頭戴顯示器的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了詳盡地理論研究，從厚度、眼動(dòng)范圍、視場等參數(shù)出發(fā)對曲面鏡式和波導(dǎo)式光學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行了比較分析;在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了波導(dǎo)式光學(xué)系統(tǒng)，分析了波導(dǎo)結(jié)構(gòu)與視場的關(guān)系，確定了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
　　論文針對半透半反面波導(dǎo)所存在的鬼像問題，設(shè)計(jì)了一種具有特殊反射膜的層疊陣列波導(dǎo);然后從反射膜設(shè)計(jì)的角度研究了波導(dǎo)反射面角度的選擇范圍，推導(dǎo)了波導(dǎo)厚度、反射面?zhèn)€數(shù)與視場的關(guān)系，分析了單個(gè)反射面

3、的有效孔徑和相鄰反射面的間距。
　　論文在此基礎(chǔ)上對穿透式視頻眼鏡的照明系統(tǒng)以及目鏡系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，從調(diào)制傳遞函數(shù)、點(diǎn)列圖、場曲、畸變和色差等方面進(jìn)對目鏡系統(tǒng)的成像質(zhì)量行了分析，照明系統(tǒng)達(dá)到的能量利用率為19％，均勻性為92.3％。
　　論文制造加工出了穿透式視頻眼鏡，其光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)為:LCoS微顯示器分辨率為852×480，光學(xué)系統(tǒng)總重量135g，在20mm出瞳距離和8mm×8mm眼動(dòng)范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)30°視場，在驅(qū)動(dòng)電