摘要：
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由于具有良好沉浸感和人機(jī)交互性強(qiáng)的特點(diǎn)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(jì)一款適用于虛擬現(xiàn)實(shí)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(jì)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(jì)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(shí)現(xiàn)每度 16.8 像素?cái)?shù)的角分辨率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與單片式光學(xué)系統(tǒng)相比，本文設(shè)計(jì)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(shí)設(shè)備的頭盔顯示系統(tǒng)。
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關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；頭盔顯示器；視場角；角分辨率；調(diào)制傳遞函數(shù)
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