基于平面超微结构的近眼显示系统研究

发布时间：2022-07-29 19:53

　　近眼显示系统作为将来可穿戴设备中的主力军,是近年来电子设备领域的重点研究方向之一。这种头戴式显示设备的应用非常广泛,不管是在军事演练、工业生产,还是教育教学、生活娱乐领域中都能人们带来极大收益。其中虚拟现实型近眼显示系统能带给用户强烈的沉浸感,增强现实型近眼显示系统则是在真实环境上叠加显示信息,两者都对显示设备的轻量化和小型化提出了相当高的要求。超微结构表面是一种亚波长量级的人工周期性超微结构阵列,通过设计平面上微结构的尺寸、材料、位置等参数就可以精确地调制电磁波的相位、振幅、偏振等特性,从而实现一些传统几何光学难以实现的功能。它可以仅用一个厚度为亚波长量级的表面,实现与一个或几个传统光学元件相同的功能,为减小光学设备的体积提供了新思路。本文将超微结构表面与近眼显示系统结合,提出了一种体积小,重量轻的增强现实型彩色近眼显示系统。该系统结构简单,仅由一个超微结构表面和一个微显示器组成,外观接近普通的眼镜,并有与普通近视眼镜集成的可能。全介电的超微结构表面仅放置在距离眼睛15 mm的位置,与普通眼镜的位置接近,并且表面的半反半透特性能够实现增强现实的功能。基于视网膜显示技术的结构设计,使用... 

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 近眼显示系统研究现状
        1.2.2 超微结构表面研究现状
        1.2.3 超微结构表面应用于近眼显示系统
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 近眼显示系统模型设计
    2.1 引言
    2.2 传统的近眼显示系统
    2.3 人眼的视觉作用
    2.4 视网膜显示技术
    2.5 LCOS微显示器
    2.6 基于超微结构表面的近眼显示系统设计
    2.7 本章小结
第3章 近眼显示系统的数值模拟
    3.1 引言
    3.2 超微结构表面理论分析
    3.3 超微结构表面的相位分布计算
    3.4 近眼显示系统的评估
        3.4.1 视场角
        3.4.2 网格畸变
    3.5 数值模拟
        3.5.1 Zemax建模
        3.5.2 成像质量评估
    3.6 本章小结
第4章 近眼显示系统的单色几何模拟
    4.1 引言
    4.2 超微结构表面
    4.3 PB相位型超微结构表面
        4.3.1 琼斯矩阵
        4.3.2 庞加莱球
        4.3.3 PB相位
    4.4 单色响应基本单元设计及特性
        4.4.1 单色响应基本单元设计
        4.4.2 正入射时基本单元的性质
        4.4.3 斜入射时基本单元的性质
    4.5 单色成像模拟及结果
    4.6 本章小结
第5章 彩色近眼显示系统的几何模拟
    5.1 引言
    5.2 彩色显示模式分析
    5.3 彩色显示基本单元设计
    5.4 彩色成像模拟及结果
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进遗传模拟退火算法的BP神经网络的畸变校正研究[J]. 王岚,李新华.  计算机测量与控制. 2019(05)
[2]表面等离子激元超构表面的研究进展[J]. 林佼,王大鹏,司光远.  光电工程. 2017(03)
[3]LCOS微显示技术[J]. 代永平.  液晶与显示. 2009(04)
[4]有关庞加莱球的导出理论的探讨[J]. 黄建青.  大学物理. 1992(01)
[5]Poincare球的特征及其应用[J]. 李章锜.  四川师院学报(自然科学版). 1985(01)

硕士论文
[1]Babinet超表面设计及其在表面等离子激元调控中的应用[D]. 郭丽君.浙江大学 2019
[2]视网膜投影显示技术研究[D]. 杨震.西安工业大学 2011



本文编号：3667081