双自由曲面平视显示系统光学模组优化设计
Laser & Optoelectronics Progress（2023）
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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