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折/衍混合自由曲面式头戴显示器光学系统设计 被引量:20
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作者 姜洋 孙强 +3 位作者 谷立山 刘英 李淳 王健 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期508-514,共7页
为解决传统头戴式显示器大视场、大出瞳距与小型、轻量化之间的矛盾,设计了折/衍混合自由曲面式头戴显示器的光学系统。利用衍射元件的特殊色散特性校正系统色差;选取最佳的自由曲面面型组合校正系统的像散、彗差和畸变;由光学塑料(PMMA... 为解决传统头戴式显示器大视场、大出瞳距与小型、轻量化之间的矛盾,设计了折/衍混合自由曲面式头戴显示器的光学系统。利用衍射元件的特殊色散特性校正系统色差;选取最佳的自由曲面面型组合校正系统的像散、彗差和畸变;由光学塑料(PMMA)注塑成型的自由曲面棱镜形成离轴结构,使光学系统结构紧凑、便于装调。设计得到的光学系统出瞳距离为17.4 mm,出瞳直径为4 mm,对角线视场为55°,光学系统的点斑RMS半径小于30μm,各视场光学调制传递函数在30 lp/mm时大于0.1,系统畸变小于10%。实际分析结果表明,该系统具有良好的成像质量,系统像差特性满足目镜系统的成像要求,可以满足虚拟现实各领域的实际需求。 展开更多
关键词 头戴式显示器 虚拟现实 自由曲面 折/衍混合系统 光学设计
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折/衍混合远心消色差f-θ物镜系统设计 被引量:9
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作者 吴环宝 王肇圻 傅汝廉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1818-1821,共4页
设计了一个折/衍混合远心消色差fθ物镜系统.该系统由一片折射/衍射透镜和三片折射透镜组成.入瞳位于系统前焦面,整个系统满足像方远心.与美国专利(专利号:4,925,279)相比较,垂轴色差由2.40mm降到0.23mm,降低了一个数量级;对于0°、... 设计了一个折/衍混合远心消色差fθ物镜系统.该系统由一片折射/衍射透镜和三片折射透镜组成.入瞳位于系统前焦面,整个系统满足像方远心.与美国专利(专利号:4,925,279)相比较,垂轴色差由2.40mm降到0.23mm,降低了一个数量级;对于0°、14°和20°视场,最大垂轴像差分别由260μm、1350μm、2090μm降低到5μm、250μm、318μm,最大场曲分别由8mm、10mm、13mm降低到0.5mm、1mm、6mm.该物镜不仅可用于彩色激光打印机、激光数码彩扩等多波长的扫描系统,也可用于能量要求较高的扫描系统.在高能量扫描系统中,通过引用折/衍混合远心消色差fθ物镜,可用小体积工作于多纵模状态的激光器代替大体积单波长的激光器,使整个扫描系统小型化,并且提高了扫描准确度. 展开更多
关键词 f-θ物镜 远心 折/衍混合系统 光学设计
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折/衍混合Petzval光电摄像物镜设计 被引量:22
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作者 王肇圻 张轶楠 +1 位作者 傅汝廉 孙强 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期1-4,共4页
以传统的5片可见光波段 Petzval物镜为基础, 设计了一个折/衍混合的可见光波段 Petzval物镜。该物镜的主要光学参数为f′=101.5 mm,F/#=1.60,HFOV=6.79°,仅由两种材料、三片元件组成,包含一个二元面和一个非球面,重量只是传统物镜... 以传统的5片可见光波段 Petzval物镜为基础, 设计了一个折/衍混合的可见光波段 Petzval物镜。该物镜的主要光学参数为f′=101.5 mm,F/#=1.60,HFOV=6.79°,仅由两种材料、三片元件组成,包含一个二元面和一个非球面,重量只是传统物镜的 30%,而且像差特性也有很大改善,系统中心视场的成像质量所对应的空间频率大于20 lp/mm,满足现代摄影和光电摄像的要求。 展开更多
关键词 光学设计 Petzval物镜 折/衍混合系统
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8~12μm波段折/反/衍混合坦克扫描物镜消热差设计 被引量:4
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作者 刘峰 赛建刚 +2 位作者 赵建科 徐亮 胡丹丹 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期2459-2462,共4页
根据坦克扫描光学系统的要求,设计了一种工作于8~12μm波段,可识别2 000 m远坦克目标的折/反/衍射混合红外消热差光学系统。该系统采用新型的卡塞格林系统,其非球面主镜和次镜全部取代为球面,解决了卡塞格林系统大口径非球面主镜、次... 根据坦克扫描光学系统的要求,设计了一种工作于8~12μm波段,可识别2 000 m远坦克目标的折/反/衍射混合红外消热差光学系统。该系统采用新型的卡塞格林系统,其非球面主镜和次镜全部取代为球面,解决了卡塞格林系统大口径非球面主镜、次镜的高加工精度和装调难的问题;通过应用衍射元件独特的温度特性实现红外光学系统的无热化设计,设计的系统结构简单紧凑,口径大、焦距长、分辨率高,并且在-40~60℃的温度范围内成像质量接近衍射极限,满足坦克扫描系统的总体要求和像质要求。 展开更多
关键词 光学设计 红外光学系统 消热差设计 折//衍混合系统
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采用回射屏的折/衍射头盔投影显示器设计 被引量:3
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作者 刘迎 林琳 张慧娟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期564-569,共6页
设计了有效焦距为35 mm,出瞳距离为23 mm,出瞳直径为12 mm,视场角为50°的透视式头盔投影显示器。该系统由一组双高斯透镜,一个半透半反镜和一个回射屏组成。回射屏的使用使双目设计的视场有效提高,畸变明显降低;二元面的引入,使系... 设计了有效焦距为35 mm,出瞳距离为23 mm,出瞳直径为12 mm,视场角为50°的透视式头盔投影显示器。该系统由一组双高斯透镜,一个半透半反镜和一个回射屏组成。回射屏的使用使双目设计的视场有效提高,畸变明显降低;二元面的引入,使系统在尺寸和重量上有明显的减少,像质进一步提高。该系统投影镜头部分重量仅为10.8 g,最大镜头直径为23.6 mm,完全满足双目设计的要求。目视系统中需重点校正的像散和垂轴色差的最大值分别为0.12 mm和7.89μm,最大畸变<0.5%。系统最小角分辨率为0.46 mrad,小于人眼的最小角分辨率,解决了普通透视式头盔显示器双目设计时宽视场实现难的问题。 展开更多
关键词 光学设计 透视式头盔投影显示器 折/衍混合系统 回射屏
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基于衍射面的双目投影头盔光学系统设计 被引量:1
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作者 林琳 张慧娟 +3 位作者 谢振东 唐中帜 刘迎 孙强 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期140-144,共5页
为满足双目头盔显示器对大视场的要求,对它进行了改进。设计了以微液晶显示器为图像源,有效焦距为35mm,出瞳距离为23mm,出瞳直径为12mm,视场角为40°的头盔投影显示器。该系统由一组双高斯透镜,一个半透半反镜和一个回射屏组成。回... 为满足双目头盔显示器对大视场的要求,对它进行了改进。设计了以微液晶显示器为图像源,有效焦距为35mm,出瞳距离为23mm,出瞳直径为12mm,视场角为40°的头盔投影显示器。该系统由一组双高斯透镜,一个半透半反镜和一个回射屏组成。回射屏的使用使双目设计的视场有效提高,畸变明显降低;衍射面的引入,使系统在尺寸和重量上有明显的减少,像质进一步提高。该系统投影镜头部分重量仅为6.8g,最大镜头直径为16.8mm,完全满足双目设计的要求。目视系统中需重点校正的像散和垂轴色差的最大值分别为0.32mm和13.1μm,最大畸变不足0.1%。选用分辨率为1024×768、像素尺寸为25μm的图像源,系统分辨率满足图像源的要求。 展开更多
关键词 应用光学 头盔投影显示器 折/衍混合系统 回射屏
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