本文選題：光學(xué)設(shè)計　切入點：平板光波導(dǎo)　出處：《光學(xué)學(xué)報》2014年09期

【摘要】：為實現(xiàn)頭戴顯示器(HMD)的輕小型化,設(shè)計了一種新型的半透膜陣列平板波導(dǎo)式HMD光學(xué)系統(tǒng)。利用兩個互相垂直放置的半透膜陣列波導(dǎo)實現(xiàn)了目鏡出瞳的擴(kuò)展,使得小出瞳目鏡即可滿足HMD使用需求,在縮小目鏡體積的同時減輕了系統(tǒng)重量。通過對半透膜陣列平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的理論分析和光學(xué)系統(tǒng)建模,討論了系統(tǒng)成像質(zhì)量和出瞳輻照度分布規(guī)律。該系統(tǒng)總重約36g,視場為15°×20°,出瞳7mm×12mm,畸變小于0.13%,點斑均方根半徑小于3.75μm,波像差均方根小于0.045λ,各視場光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)在40lp/mm時大于0.58。結(jié)果表明,半透膜陣列平板波導(dǎo)裝置能夠有效擴(kuò)展目鏡出瞳,該系統(tǒng)能夠滿足HMD的使用要求。
[Abstract]:In order to realize the light and miniaturization of headwear display, a new type of half-permeable film array planar waveguide HMD optical system is designed. Two semi-permeable film array waveguides are placed vertically to realize the pupil expansion of the eyepiece. The small pupil eyepiece can meet the needs of HMD, and reduce the volume of eyepiece and reduce the weight of the system. The imaging quality and irradiance distribution of the system are discussed. The total weight of the system is about 36g, the field of view is 15 擄脳 20 擄, the pupil 7mm 脳 12mm, the distortion is less than 0.13um, the root mean square radius of spot spot is less than 3.75 渭 m, the root mean square of wave aberration is less than 0.045 位, and the optical modulation transfer function of each field of view is as follows:. The 40lp/mm time is greater than 0.58. the results show that, The half-permeable film array planar waveguide device can effectively expand the pupil of eyepiece, and the system can meet the requirements of HMD.
【作者單位】： 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;中國科學(xué)院大學(xué);
【基金】：國家863計劃(2013AA03A116) 院地合作項目(2011CJT0004) 吉林省科技發(fā)展計劃(20125092)
【分類號】：TN873

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本文編號：1693610