采用回射屏的折/衍射头盔投影显示器设计

刘迎; 林琳; 张慧娟

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采用回射屏的折/衍射头盔投影显示器设计

现代应用光学 | 更新时间：2020-08-12

- 采用回射屏的折/衍射头盔投影显示器设计
- Hybrid diffractive/refractive system design of head-mounted projective display using retro-reflective screen
- 光学精密工程 2006年14卷第4期页码：564-569
- 作者机构：
  
  1. 天津大学理学院应用物理系天津,300072
  2. 天津大学光电信息技术科学教育部重点实验室天津,300072
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：
  中图分类号： TN873.92
- 收稿日期：2005-11-12，
  
  修回日期：2006-04-17，
  
  纸质出版日期：2006
- 稿件说明：
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刘迎, 林琳, 张慧娟. 采用回射屏的折/衍射头盔投影显示器设计[J]. 光学精密工程, 2006,14(4): 564-569

LIU Ying, LIN Lin, ZHANG Hui-juan. Hybrid diffractive/refractive system design of head-mounted projective display using retro-reflective screen[J]. Editorial Office of Optics and Precision Engineering, 2006,14(4): 564-569
刘迎, 林琳, 张慧娟. 采用回射屏的折/衍射头盔投影显示器设计[J]. 光学精密工程, 2006,14(4): 564-569 DOI：

LIU Ying, LIN Lin, ZHANG Hui-juan. Hybrid diffractive/refractive system design of head-mounted projective display using retro-reflective screen[J]. Editorial Office of Optics and Precision Engineering, 2006,14(4): 564-569 DOI：

摘要

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7.89 m

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。

Abstract

A head-mounted projective display consisting of a pair of double-Gauss lens

a beam splitter

and a retro-reflective screen was designed

in which the feature parameters are 30 mm effective focal length

23 mm exit pupil

12 mm exit pupil size and 50 FOV (field of view). The system uses a retro-reflective screen to increase effectively the FOV of binocular design and reduce the distortion. It also aolopts a diffractive optical element (DOE)to reduce the size and weight of the system and improve the imaging quality. The total weight and the maximal diameter of projective lens are 10.8 g and 23.6 mm

the astigmatic and lateral color are 0.12 mm and 7.89 m

and the distortion is less than 0.5 %. The minimum angular resolution of this system is 0.46 mrad

which is less than that of human eyes.

关键词

Keywords

references

哈涌刚, 周雅, 王涌天,等. 用于增强现实的头盔显示器的设计[J]. 光学技术, 2000, 26(4): 350-353. HA Y G, ZHOU Y, WANG Y T, et al. Head-mounted display for augmented reality visualization [J]. Optical Technique, 2000, 26(4): 350-353. (in Chinese).[2] 周雅, 闫达远. 增强现实系统现实技术探讨[J]. 计算机工程与应用, 2003, 15: 35-38. ZHOU Y, YAN D Y. Discussion on display technology for augmented reality . Computer Engineering and Applications, 2003, 15: 35-38. (in Chinese)[3] 张慧娟, 王肇圻, 赵秋玲,等. 折/ 衍混合增强现实头盔显示器光学系统设计[J]. 光学学报, 2004, 24(1): 121-124. ZHANG H J, WANG ZH Q, ZHAO Q L, et al. Hybrid diffractive/refractive optical system design of head-mounted display for augmented reality [J]. Acta Optical Sinica, 2004, 24 (1):121-124. (in Chinese)[4] 杨新军, 王肇圻, 孙强,等. 折/衍混合透视型头盔显示器光学系统设计[J]. 光电工程, 2005, 32(1): 9-12. YANG X J, WANG ZH Q, SUN Q, et al. Design of the optical system for a see-through refractive/diffractive hybrid helmet mounted display [J]. Opto-Electronic Engineering, 2005, 32(1): 9-12. (in Chinese)[5] HONG H, GIRARDOT A. Engineering of head-mounted projective displays [J]. Appl. Opt., 2000, 39(22): 3814-3823.[6] 陈炎明, 何玉明. 影响玻璃微珠回向反射性能的主要因素分析[J]. 光子学报, 2003, 32(5): 629-633. (in Chinese) CHEN Y M, HE Y M. Study on the key factors deteriorating the retroreflective capability of glass microspheres [J]. Acta Photonica Sinica, 2003, 32(5): 629-633.[7] 王肇圻, 张轶楠, 傅汝廉,等. 折/衍混合Petzval 光电摄像物镜设计[J]. 光学精密工程, 2005, 13(1): 1-4. WANG ZH Q, ZHANG Y N, FU R L, et al. Design of hybrid refractive/diffractive petzval objective in visible band [J]. Optics and Precision Engineering, 2005, 13(1): 1-4. (in Chinese)[8] 金国藩, 严瑛白, 邬敏贤. 二元光学[M]. 北京: 国防工业出版社, 1999,181-184. JIN G F, YANG Y B, WU M X. Binary optics [M]. Beijing: National Defense Industry Press, 1999:181-184. (in Chinese)

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