沉浸式头戴显示器光学系统设计

来源：激光技术杂志2021年第4期北京时间：

作者：陈壮壮, 朱标, 宫明艳, 翟从鸿, 朱向冰

摘要：为了满足虚拟现实头戴显示器大视场、大出瞳和高成像质量等要求，采用非球面透镜设计了1种3片式虚拟现实头戴显示器光学系统，对光学系统进行了公差分析。结果表明，光学系统的平均调制传递函数(MTF)值均满足传递函数的要求；系统视场角为90°、出瞳直径为8mm、系统重量为33.67g、总长小于60mm、频率为9.31lp/mm时的MTF值均优于0.272，最大畸变为8.17%，最大垂轴色差为36.2μm，小于一个像素尺寸；与已有研究相比，增加了视场角、出瞳直径和出瞳距离等参量的信息，提高了成像质量。该研究为沉浸式头戴显示器的光学设计提供了参考。

关键词：光学设计, 头戴显示器, 虚拟现实, 非球面, 公差分析