| 自由曲面车载抬头显示器的光学设计及公差分析 |
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| 引用本文： | 张杨柳,苏宙平,潘红响,陈兴涛,张文裕.自由曲面车载抬头显示器的光学设计及公差分析[J].光子学报,2020,49(9):44-55. |
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| 作者姓名： | 张杨柳 苏宙平 潘红响 陈兴涛 张文裕 |
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| 作者单位： | 江南大学 理学院,江苏 无锡 214122;江苏省轻工光电工程技术研究中心,江苏 无锡 214122,江南大学 理学院,江苏 无锡 214122;江苏省轻工光电工程技术研究中心,江苏 无锡 214122,江南大学 理学院,江苏 无锡 214122;江苏省轻工光电工程技术研究中心,江苏 无锡 214122,江南大学 理学院,江苏 无锡 214122;江苏省轻工光电工程技术研究中心,江苏 无锡 214122,江南大学 理学院,江苏 无锡 214122;江苏省轻工光电工程技术研究中心,江苏 无锡 214122 |
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| 基金项目： | 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室开放课题 |
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| 摘 要： | 设计了一种自由曲面车载抬头显示器(Head-up Display,HUD)光学系统.在HUD光学系统初始结构设计中,基于种子曲线扩展算法,对HUD中两个自由曲面上的采样数据点进行计算,并拟合成扩展多项式.将设计的HUD光学系统初始结构进行光线追迹,验证了设计结果.结果表明,在0.5mm光线采样间隔下,初始光学系统的性能达到了衍射极限,可作为进一步全视场优化的起点.对系统进行优化,利用多重结构模拟人眼在孔径光阑移动范围(眼动范围)内的观察情况,对于不同的孔径光阑位置,光学系统的调制传递函数在6lp/mm下均大于0.5,接近衍射极限,并且系统畸变小于2%.最后对系统中的自由曲面反射镜进行面形公差分析,两个曲面在其各自面形公差峰谷值分别为0.42μm和0.62μm下的调制传递函数均高于0.3,完全满足现在自由曲面加工精度.
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| 关 键 词： | 抬头显示器 种子曲线扩展法 自由曲面 采样间隔 公差分析 |
Optical Design and Tolerance Analysis of Freeform Automotive Head-up Display |
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| ZHANG Yang-liu,SU Zhou-ping,PAN Hong-xiang,CHEN Xing-tao,ZHANG Wen-yu.Optical Design and Tolerance Analysis of Freeform Automotive Head-up Display[J].Acta Photonica Sinica,2020,49(9):44-55. |
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| Authors: | ZHANG Yang-liu SU Zhou-ping PAN Hong-xiang CHEN Xing-tao ZHANG Wen-yu |
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