硕士论文-全息头盔显示光学系统设计研究

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1、长春理工大学硕士学位论文全息头盔显示光学系统设计研究姓名：包秋亚申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：宋贵才20080401摘要头盔显示器(Helmet—MountedDisplays，HMD)由1968年哈佛大学的IvanSutherland首先提出，并设计出应用CRT(阴极射线管)的头盔显示器。经过40年的发展，头盔显示器取得了巨大的进步和广泛的应用。理想的HMD光学系统应该重量轻、体积小。为满足这些要求，文中在介绍全息头盔显示系统的产生、发展的基础上，讨论了折／衍混合成像光学系统的设计原理，描述了改进传统的HMD光学系统的两

2、种方法：一种是在传统目镜的基础上以折／衍混合单透镜代替双胶合透镜；另一种是透视式液晶头盔显示器的光学系统，取消了中继光学系统，采用二元光学元件消除像差，采用全息护目镜作为光学组合玻璃。这些模式比传统HMD光学系统优越，而且能使HMD光学系统体积小、重量轻，成像质量好。最后还设计了微光夜视头盔的光学系统。关键词：头盔显示器；折／衍混合目镜；全息护目镜；微光夜视ABSTRACTHelmet-MountedDisplayswasfirstlyproposedbyIvanSutherlandofHarvardin1968，anddesigned

3、toaHelmet—MountedDisplaysofCRT．Withfoutyyearsdevelopment,MHelmet·MountedDisplayshavemadeagreatprogressandhadawideapplication．AperfectHMDopticalsystemshouldbelight—weightandcompact．Tocomplywiththeserequirements，twomethodsaledescribedtoimprovetheconventionalHMDopticalsyste

4、minthispaper．Thefirstoneisbasingonthetraditionaleyepiece，substitutingthedoubletoftraditionaleyepieceforhybfiddiffractive·refractivesin百et．AndthesecondoneisanovelopticalsystemoftransmissiveAMLCDhelmet—mounteddisplaywhichadoptsbinaryopticselementstocon'ectaberrations，takes

5、theholographichelmetvisorastheeye·safeopticglass，andtherelaysystemwhichWasnecessarybeforeiscanceled．Comparingwiththetraditionalones，thesemodelshavesmallersize，lighterweightwithbetteraberrationsperformance．Atlast，ahybridhead-mounteddisplayusingforlightweightnightvisionisd

6、esigned．Keywords：HMD；Hybriddiffractive-refractiveeyepiece；holographichelmetvisor；Lightweightnightvision长春理工大学硕士(或博士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士(或博士)学位论文，《全息头盔显示光学系统设计研究》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

7、意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：色酞丑四年3月堑日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“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。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检索，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：垒丛垂Q金年三月笪日指删币繇车勃』王月豳第一章绪论头盔显示器(HelmetMountedDisplay)将以其离轴显示、宽大的视场和

8、较强的夜视能力取代平视显示器(HeadUpDisplay)成为主飞行显示器(PrimaryHightReference)，对其关键技术和相关问题的研究具有十分重要的意义。国外在这方面已经进行了几年的研究，做