折/衍混合自由曲面式头戴显示器光学系统设计

• 作者: 刘英 姜洋 孙强 李淳 王健 谷立山
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 头戴式显示器 虚拟现实 自由曲面 折/衍混合系统 光学设计
• 年，卷（期）: 2011,（3）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 508-514
• 分类号: TN141
• 字数: 3575字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20111903.0508

摘要

为解决传统头戴式显示器大视场、大出瞳距与小型、轻量化之间的矛盾,设计了折/衍混合自由曲面式头戴显示器的光学系统.利用衍射元件的特殊色散特性校正系统色差;选取最佳的自由曲面面型组合校正系统的像散、彗差和畸变;由光学塑料(PMMA)注塑成型的自由曲面棱镜形成离轴结构,使光学系统结构紧凑、便于装调.设计得到的光学系统出瞳距离为17.4 mm,出瞳直径为4 mm,对角线视场为55°,光学系统的点斑RMS半径小于30 μm,各视场光学调制传递函数在30 lp/mm时大于0.1,系统畸变小于10%.实际分析结果表明,该系统具有良好的成像质量,系统像差特性满足目镜系统的成像要求,可以满足虚拟现实各领域的实际需求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	孙强	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	204	1641	20.0	28.0
2	王健	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	153	1133	18.0	27.0
3	刘英	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	63	645	16.0	23.0
4	李淳	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	44	351	12.0	18.0
5	谷立山	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	10	67	5.0	8.0