双自由曲面平视显示系统光学模组优化设计 |
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引用本文: | 陈晓伟,曹妍,薛嘉隆,任进伟,王波,吴慎将.双自由曲面平视显示系统光学模组优化设计[J].激光与光电子学进展,2023(9):360-366. |
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作者姓名: | 陈晓伟 曹妍 薛嘉隆 任进伟 王波 吴慎将 |
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作者单位: | 1. 惠州市华阳多媒体电子有限公司;2. 西安工业大学兵器科学与技术学院;3. 西安工业大学光电工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(61701385); |
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摘 要: | 为了保证增强现实式平视显示系统(AR-HUD)的虚像像质清晰、虚像距离更远,在视场角更大需求的基础上应尽可能减小AR-HUD的体积。采用自由曲面离轴双反射系统,设计了一款虚像距离为10 m、视场角为10°×5°的虚像显示光路。该光路用孔径光阑偏移范围(Eyebox)模拟驾驶员视野移动范围并分为9个结构,利用多重结构进行优化仿真,每个视场光斑均落于艾里斑之内,图像的调制传递函数均接近衍射极限,畸变、动态像差值均小于行业规定值。满足成像要求后绘制了平视显示系统(HUD)防尘膜并进行光害仿真分析,避免太阳光害进入人眼。最后,绘制AR-HUD外壳,测得其体积为10 L,并通过用户界面(UI)图像对显示效果进行仿真,验证了设计的正确性与可行性。
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关 键 词: | 光学设计 平视显示系统 自由曲面 光学系统 多重结构 |
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