自由曲面车载抬头显示器的光学设计及公差分析

发布时间：2022-12-08 00:03

　　设计了一种自由曲面车载抬头显示器（Head-up Display,HUD）光学系统.在HUD光学系统初始结构设计中,基于种子曲线扩展算法,对HUD中两个自由曲面上的采样数据点进行计算,并拟合成扩展多项式.将设计的HUD光学系统初始结构进行光线追迹,验证了设计结果.结果表明,在0.5mm光线采样间隔下,初始光学系统的性能达到了衍射极限,可作为进一步全视场优化的起点.对系统进行优化,利用多重结构模拟人眼在孔径光阑移动范围（眼动范围）内的观察情况,对于不同的孔径光阑位置,光学系统的调制传递函数在6lp/mm下均大于0.5,接近衍射极限,并且系统畸变小于2%.最后对系统中的自由曲面反射镜进行面形公差分析,两个曲面在其各自面形公差峰谷值分别为0.42μm和0.62μm下的调制传递函数均高于0.3,完全满足现在自由曲面加工精度. 

【文章页数】：12 页

【文章目录】：
0 引言
1 HUD光学系统设计原理
    1.1 HUD光路结构及设计指标
    1.2 基于种子曲线扩展法设计HUD系统中的自由曲面
2 HUD光学系统设计结果分析
    2.1 HUD系统初始结构的设计
    2.2 HUD光学系统的优化
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]远距离成像汽车平视显示光路结构设计[J]. 黄兴洲,胡诗杰,汤国茂,杨平,许冰,张改娜.  应用光学. 2019(05)
[2]基于自由曲面的大视场空间相机光学系统设计[J]. 李旭阳,倪栋伟,杨明洋,任志广.  光子学报. 2018(09)
[3]基于微型投影的集成式车载平显光学系统设计[J]. 王睿,江伦,宋志化.  激光与光电子学进展. 2018(11)
[4]基于光学性能评价自由曲面离轴三反系统加工误差分析[J]. 刘现磊,张效栋,徐航宇,曾臻.  光学学报. 2017(08)
[5]基于DLP的HUD微型投影显示光学系统设计[J]. 陈方,崔小强,李升辉.  光学与光电技术. 2017(01)
[6]含有自由曲面的大视场低畸变同轴三反射光学系统设计[J]. 巩盾,王红.  光学学报. 2014(07)

博士论文
[1]光学自由曲面设计方法及应用研究[D]. 程颖.天津大学 2013

硕士论文
[1]车载抬头显示系统的研究[D]. 王东平.南京邮电大学 2015
[2]基于非球面柱透镜的高斯光束整形[D]. 史光远.天津理工大学 2014
[3]车载抬头显示器系统的研究[D]. 胡宇.武汉理工大学 2012



本文编号：3713130