【摘要】：虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality,VR)光學(xué)系統(tǒng)是大視場目鏡系統(tǒng)應(yīng)用的一種重要形式,其特點是能夠讓使用者獲得良好的沉浸感和立體視覺,主要用于電子競技、虛擬教學(xué)、裝飾設(shè)計、教學(xué)評價等多個領(lǐng)域。根據(jù)人眼存在視軸偏角的視覺特性,本文研究一種視場非對稱分布的四片式VR光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本文基于人眼特性分析了視場非對稱VR光學(xué)系統(tǒng)的主要設(shè)計指標,闡述其基本原理和光學(xué)結(jié)構(gòu);根據(jù)部分雙目重疊理論和人眼的視場特點,重點提供視場非對稱VR光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計思想和設(shè)計結(jié)果。根據(jù)VR光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計要求,討論同軸對稱視場光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選型,選取合適的初始結(jié)構(gòu),利用光學(xué)設(shè)計軟件ZEMAX求解出符合設(shè)計要求的同軸對稱視場光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。利用消色差棱鏡,借助ZEMAX軟件,通過適當增加優(yōu)化變量平衡像差,經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計獲得結(jié)構(gòu)緊湊、視軸偏轉(zhuǎn)的視場非對稱VR光學(xué)系統(tǒng),通過公差分析驗證其可加工性。最后,通過對此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的光學(xué)參數(shù)的分析,驗證加入消色差棱鏡的方法符合實際使用要求。加入消色差棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供了45°+35°非對稱分布的視場,5°的視軸偏角以及1334×750像素數(shù)的屏幕分辨率;模擬結(jié)果顯示奈奎斯特頻率處MTF值均優(yōu)于0.1,0.707視場內(nèi)畸變小于10%,且色差情況也符合人眼觀察需要。結(jié)構(gòu)中多數(shù)采用塑料鏡片,僅僅加入了棱鏡,公差分析結(jié)果表明90%以上的樣本在取樣MTF處的值下降14.7%,公差分配合理,便于加工和裝調(diào)。加入消色差棱鏡的視場非對稱VR光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計具有一定創(chuàng)新性,能夠?qū)崿F(xiàn)視軸偏角,雙目視場增大,且結(jié)構(gòu)緊湊。
【圖文】：

圖1-2兩種60°視場VR光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖 1-1 加入衍射面的 VR 光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 年，美國麻薩諸塞州加德納的精密光學(xué)公司的 Wayne Knapp 等人 60°視場的 VR 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：一是加入衍射光學(xué)面，二是加入塑料示。系統(tǒng)采用的圖像源為 25mm 直徑的圖像增強管表面，系統(tǒng)要
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.9;TH74

【參考文獻】

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1 呂向博;王振;魏張帆;李t，

本文編號：2642059