折-衍混合目視光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計研究.pdf

1、目視系統(tǒng)是光學(xué)系統(tǒng)中的一大類系統(tǒng).隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,目視系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域擴大,對其特性和光學(xué)性能的要求越來越高,傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)已難以滿足或不能滿足要求.該論文以折/衍混合目視系統(tǒng)設(shè)計為主要研究方向,結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,作了以下工作:1.為適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)輕量化、小型化的發(fā)展趨勢和要求,在傳統(tǒng)目鏡的基礎(chǔ)上以圻/衍混合單透鏡代替雙膠合透鏡,研究了目鏡光學(xué)性能和結(jié)構(gòu)的變化,首次對中等視場40°視場和廣角視場70°視場目鏡進行了討論.2.在上述工

2、作的基礎(chǔ)上,設(shè)計了用于頭盔顯示器的折/衍混合目鏡,特性參數(shù)為60°視場角、20mm出瞳距離、8mm出瞳直徑,并討論了制作方面的問題.折/衍混合目鏡不僅滿足頭盔顯示器對目鏡視場角、出瞳距離和出瞳直徑的要求,而且以較小的體積和重量更適合在頭盔顯示器中應(yīng)用,同時設(shè)計結(jié)果可用于雙目頭盔顯示器.3.增強現(xiàn)實是虛擬現(xiàn)實的一個非常有發(fā)展前途的分支,是虛擬世界和真實世界連接的橋梁,為解決虛擬現(xiàn)實發(fā)展中的障礙提供了一種技術(shù)手段.為了配合增強現(xiàn)實的發(fā)展要求

3、,在分析增強現(xiàn)實的實現(xiàn)手段,同時考慮使用者的因素的情況下,首次設(shè)計了特性參數(shù)為20°(H)×15.4°(V)視場、25mm出瞳距離、12mm出瞳直徑,適合圖像源尺寸為對角20mm的用于增強現(xiàn)實的折/衍混合穿透式雙通道頭盔顯示器光學(xué)系統(tǒng).折/衍混合系統(tǒng)簡化的結(jié)構(gòu)、較小的體積和重量等特點,使得設(shè)計的系統(tǒng)在使用過程中減輕了使用者的不適,更符合人因素的要求.4.為了適應(yīng)國際上夜視設(shè)備的發(fā)展,促進中國夜視技術(shù)的研究,首次設(shè)計了微光夜視頭盔的光學(xué)系