大視場虛擬現(xiàn)實光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計
摘要：虛擬現(xiàn)實技術(shù)由于具有良好沉浸感和人機(jī)交互性強(qiáng)的特點而被廣泛應(yīng)用于軍事訓(xùn)練、教育和醫(yī)療等領(lǐng)域。本文設(shè)計一款適用于虛擬現(xiàn)實頭盔顯示器的兩片式大視場光學(xué)系統(tǒng)。利用單透鏡作為初始結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計要求調(diào)整出瞳直徑，出瞳距離，逐漸增大視場角，并采用非球面來優(yōu)化提高光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量，減小畸變。設(shè)計完成的頭盔顯示器光學(xué)系統(tǒng)全視場角達(dá)到 92°，所有視場下的調(diào)制傳遞函數(shù)值在奈奎斯特頻率處均大于 0.1，系統(tǒng)最大畸變?yōu)?9%，并且在全視場范圍內(nèi)實現(xiàn)每度 16.8 像素數(shù)的角分辨率。實驗結(jié)果表明：與單片式光學(xué)系統(tǒng)相比，本文設(shè)計的兩片式系統(tǒng)具有更好的成像質(zhì)量、更出色的邊緣視場畸變和色差控制效果。此外，該光學(xué)系統(tǒng)重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低，可應(yīng)用于新一代虛擬現(xiàn)實設(shè)備的頭盔顯示系統(tǒng)。 5 $:
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關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；頭盔顯示器；視場角；角分辨率；調(diào)制傳遞函數(shù) YN($rAkL
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