眼镜式微显示器光学系统设计研究.pdf

分类号:TN202
密级
530
眼镜式微显示器光学系统设计研究
Study on glasses micro-displays optical system design
学位授予单位及代仍:长春理工大学(10186)
学科专业名称及代码:物理电子学(080901)
研究方向:光电子学与光电子技术中请学位级别:硕
指导教师:宋贵才副教授
研究生:吴海清
孙强研究
论文起止时间:2007.11-2008.
长春理工大学硕士学位论文原创性声明
本人郑重声明:所呈交的硕士学位论文,《眼镜式微显示器光学系统设计
研究》是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中
已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过
的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方
式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名:
长春理工大学学位论文版权使用授权书
本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕土、博士学位论文
版权使用规定”,同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀
博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送
交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查和借阋。本人授权长春理工大
学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行檢索,也可采用影
印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。
作者签名
年
指导导师签名:
年月口
摘要
作为新型图像信息显示器件,眼镜式微显示器在提供景象的全面信息方面員有很
人的优势,它不仪作为个人应用显示器,还是紧湊型人屏幕投影系统设计的基础,由
于平板显示器的迅速发展和普及,使得眼鏡式微显示器在很大成度上克服了大重量、
人体积、高功耗和高工作电压等缺点,使其应用前景更加バ闹。由于其具有人画面、
便携、不须手持、可体验视觉图像变化时全身心投入的临场感等特点,已被广泛应用
于车事、娱乐、医疗、工程和模拟训练等领域
本文研究了塑料透镜在眼镜式为微显示器光学系统中的应用,设计了适用于眼镜
式岸拟微显示器的全塑料(聚甲基丙烯酸甲脂-一PMMA)光学系统。引入反射镜来折
叠光路以缩短系统长度,引入衍射面,利用其负色散性和波面任意整形特性米消除系
统色差及改普波前像差。该系统重量仅为9.8g。目视系统中需重点校正的像散和垂轴色
差的最人值分别为0.3mm和8.8m,最人畸变<7%。系统最小角分辦率为0.8mrad,企
视场为32°。
关键词:塑料透镜;光学设计;微显示器;头盔:衍射光学
ABSTRACT
As a new type of image information display, the glasses micro-type displays have great
advantages to provide a comprehensive picture of information, It not only as a personal
display applications, but also as a foundation of large-screen projection system, due to the
rapid development and popularization of flat panel display, The glasses micro-displays have
overcame large degree on the weight, size, high power, high-voltage and other
disadvantageousness, so the prospects of application will broader, because of its large
screen, portable, do not need to handheld, experience the visual images Changing, and other
characteristics, Tt has been widely used in military, entertainment, medical, engineering and
simulation training and other fields
The properties of plastic lens applied in glasses micro-type displays were studied and a
Polymethyl methacry late (PMMA )optical system for glasses-type displays was presente
By using a reflector, the beam path of the system is folded, which lead to a compact structure
A binary optical element is introduced into the system to effectively correct the chromatic
aberration and wavefront aberration. The imaging quality is improved, at the same time
system size and weight is greatly reduced. The total weigh of the optical system is just 9.8g
the astigmatic and lateral color which need to correct in visual system are 0.31mm and
8.um respectively, and the distortion is less than 7%. The full field of view is 32 and the
angular resolution is 0.8 mrad
Key words: Plastic lens; Optical design; Micro-type displays; Head mounted
display; Diffractive optics