轻量化头戴显示器光学系统设计

作     者：吕向博 王振 魏张帆 李璟 杨宝喜 乔亚 路远 李登高 朱菁 黄惠杰 

作者机构：中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049 合肥电子工程学院安徽合肥230037 

基　　金：上海市科技人才计划项目(14YF1406300) 国家国际科技合作专项(2011DFR10010) 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2015年第35卷第10期

页      码：219-226页

摘      要：虚拟现实头戴显示器(HMD)的光学系统应具有较大的视场角和出瞳,同时应具有重量轻和厚度薄的特性,从而适应人体的佩戴需要。为了同时满足这些要求,详细描述了一种基于初级像差理论的头戴显示器光学系统设计方法。根据这个方法,用两种聚合物材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC),设计了双片式的头盔系统,其出瞳直径为8 mm,视场角为70°。系统总长小于70 mm,镜头的总质量小于30 g。全视场相对照度大于0.4,其轴上像差和轴外像差都得到了有效校正,边缘视场点列图光斑半径在70μm左右,各个视场的调制传递函数(MTF)曲线分布较为均匀,同时中心视场和边缘视场的MTF值在8 cycle/mm处分别为0.6和0.4左右,最大畸变小于2%,实际加工的系统对标准分辨率板的成像像质能够满足使用要求。

主 题 词：光学设计 初始结构 头戴显示器 光学系统 光学加工与检测 

学科分类：0808[工学-自动化类] 080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0805[工学-能源动力学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/aos201535.1022007

馆 藏 号：203105902...