【摘要】：虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,VR)光學(xué)系統(tǒng)是大視場(chǎng)目鏡系統(tǒng)應(yīng)用的一種重要形式,其特點(diǎn)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(jìng)技、虛擬教學(xué)、裝飾設(shè)計(jì)、教學(xué)評(píng)價(jià)等多個(gè)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(chǎng)非對(duì)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(chǎng)非對(duì)稱VR光學(xué)系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)指標(biāo),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(chǎng)特點(diǎn),重點(diǎn)提供視場(chǎng)非對(duì)稱VR光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)結(jié)果。根據(jù)VR光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)要求,討論同軸對(duì)稱視場(chǎng)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(jì)軟件ZEMAX求解出符合設(shè)計(jì)要求的同軸對(duì)稱視場(chǎng)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(dāng)增加優(yōu)化變量平衡像差,經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)獲得結(jié)構(gòu)緊湊、視軸偏轉(zhuǎn)的視場(chǎng)非對(duì)稱VR光學(xué)系統(tǒng),通過公差分析驗(yàn)證其可加工性。最后,通過對(duì)此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的光學(xué)參數(shù)的分析,驗(yàn)證加入消色差棱鏡的方法符合實(shí)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(duì)稱分布的視場(chǎng),5°的視軸偏角以及1334×750像素?cái)?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(chǎng)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(chǎng)非對(duì)稱VR光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定創(chuàng)新性,能夠?qū)崿F(xiàn)視軸偏角,雙目視場(chǎng)增大,且結(jié)構(gòu)緊湊。
【圖文】：

圖1-2兩種60°視場(chǎng)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(guó)麻薩諸塞州加德納的精密光學(xué)公司的 Wayne Knapp 等人 60°視場(chǎng)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(qiáng)管表面，系統(tǒng)要
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.9;TH74

【參考文獻(xiàn)】

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1 呂向博;王振;魏張帆;李t，

本文編號(hào)：2642059