半透膜阵列平板波导式头戴显示器光学系统设计 |
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引用本文: | 呼新荣,刘英,王健,孙强.半透膜阵列平板波导式头戴显示器光学系统设计[J].光学学报,2014(9). |
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作者姓名: | 呼新荣 刘英 王健 孙强 |
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作者单位: | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;中国科学院大学; |
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基金项目: | 国家863计划(2013AA03A116);院地合作项目(2011CJT0004);吉林省科技发展计划(20125092) |
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摘 要: | 为实现头戴显示器(HMD)的轻小型化,设计了一种新型的半透膜阵列平板波导式HMD光学系统。利用两个互相垂直放置的半透膜阵列波导实现了目镜出瞳的扩展,使得小出瞳目镜即可满足HMD使用需求,在缩小目镜体积的同时减轻了系统重量。通过对半透膜阵列平板波导结构的理论分析和光学系统建模,讨论了系统成像质量和出瞳辐照度分布规律。该系统总重约36g,视场为15°×20°,出瞳7mm×12mm,畸变小于0.13%,点斑均方根半径小于3.75μm,波像差均方根小于0.045λ,各视场光学调制传递函数在40lp/mm时大于0.58。结果表明,半透膜阵列平板波导装置能够有效扩展目镜出瞳,该系统能够满足HMD的使用要求。
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关 键 词: | 光学设计 平板光波导 出瞳扩展 头戴显示器 半透膜阵列 |
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