隨著微型發(fā)光二極管(micro-light emitting diode, Micro-LED)微型圖像源被應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(augmented reality，AR)顯示技術(shù), AR顯示系統(tǒng)朝著超小型化方向發(fā)展。然而Micro-LED圖像源發(fā)光角度大，準(zhǔn)直投影鏡頭要求體積小且像質(zhì)高，其產(chǎn)生的漸暈現(xiàn)象也導(dǎo)致視場(field of view，F(xiàn)OV)邊緣處光學(xué)效率低、照度不均勻，這對AR光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計造成了挑戰(zhàn)。為了解決上述問題，該文基于增加計算得到的非球面場鏡，設(shè)計了一種照度均勻性高、邊緣視場光學(xué)效率較高的衍射光柵波導(dǎo)準(zhǔn)直投影鏡頭。對場鏡理論進(jìn)行詳細(xì)分析，從而確定焦距區(qū)間，最終求解其面型參數(shù)，設(shè)計出照度相對均勻的鏡頭。設(shè)計的新型準(zhǔn)直投影鏡頭對角線 FOV 為 41.2°，F(xiàn)#為 1.87，調(diào)制傳遞函數(shù)在125 lp/mm處大于0.5。仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)照度均勻性相對提高了14%，邊緣FOV的光學(xué)效率相對提高了15%，具有良好的成像性能，該鏡頭可應(yīng)用于超小型AR衍射光柵波導(dǎo)頭戴顯示系統(tǒng)中。
