增强现实型头盔显示器光学系统设计

为实现头盔显示器图像清晰、尺寸合适、结构紧凑等方面的应用需求,选用自由曲面棱镜方案设计了一款基于自由曲面双棱镜结构的头盔显示光学系统。采用循序渐进、逐步迭代的优化策略,对投影系统和透视系统进行优化设计。最终实现了在全视场范围内,调制传递函数值在30 lp/mm处大于0.3。将投影系统和透视系统组合后,整体系统工作于可见光波段,视场为34.7°×20°,出瞳直径为6 mm,出瞳距离为20 mm,整体尺寸为33.16 mm×23.13 mm×12.3 mm。设计结果表明,这款头盔显示光学系统具备大视场、大出瞳距以及小体积等优点,可以充分满足用户对增强现实型头盔显示器的需求。

激光光源汽车前照灯自由曲面反射器设计

文中针对激光前照灯的光学结构设计困难和能量利用率低的问题,以球面最优传输理论为基础,提出了一种新的自由曲面反射器设计方法。该方法基于支撑曲面的结构,针对扩展光源进行了优化,有效抑制了目标照明区外的照度,实现了清晰的明暗截止线。文中根据GB 25991—2010标准,设计了适用于激光前照灯(含近光灯和远光灯)的自由曲面反射器,并使用扩展朗伯光源进行模拟仿真。仿真结果表明,配光屏幕上各测试点和测试区域的照度均符合法规要求,反射面连续光滑,能量利用率分别为96.96%和97.80%。通过实现高能量利用率的结构,减少了汽车前照灯的功耗,利于汽车前照灯的散热设计,延长了激光光源使用寿命,并为设备的生产加工带来便利。