大视场高分辨率光学拼接头盔显示器的设计

作者：王士铭; 程德文; 黄一帆; 王涌天

来源：激光与光电子学进展, 2018, 55(06): 370-375.

• 光学设计
• 头盔显示器
• 光学拼接
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视场角(FOV)和分辨率是头盔显示器(HMD)非常重要的两个参数。但是由于"视场角-分辨率不变量"的存在,限制了单一通道头盔显示器同时实现大视场角和高分辨率的能力,通过拼接的方法可以有效地打破这个限制。利用4个经过精密切割的球面透镜进行拼接,组成双目头盔显示器,每只眼睛各包括两个通道。目镜由两个通道组成,水平视场角为111.4°,竖直最大视场角为90°。在原型机中,用三个6inch(15.24cm)、分辨率为1920pixel×1080pixel的液晶显示屏作为图像源。单目角分辨率达到3.85arcmin。通过3D打印的方式制作了头盔显示器原型机的外部结构。对于拼接系统中的关键问题,如出瞳直径和出瞳距离进行详细讨论。基于这些讨论,在LightTools中对人眼视网膜的光强分布进行仿真。另外,根据镜片设计的畸变数据获得了处理之后的畸变图像。对原型机进行图像显示实验,验证所提方法的可行性。

• 出版日期2018
• 单位北京理工大学