大视场高分辨率光学拼接头盔显示器的设计

摘要：

视场角(FOV)和分辨率是头盔显示器(HMD)非常重要的两个参数.但是由于“视场角-分辨率不变量”的存在,限制了单一通道头盔显示器同时实现大视场角和高分辨率的能力,通过拼接的方法可以有效地打破这个限制.利用4个经过精密切割的球面透镜进行拼接,组成双目头盔显示器,每只眼睛各包括两个通道.目镜由两个通道组成,水平视场角为111.4°,竖直最大视场角为90°.在原型机中,用三个6 inch (15.24 cm)、分辨率为1920 pixel×1080 pixel的液晶显示屏作为图像源.单目角分辨率达到3.85 arcmin.通过3D打印的方式制作了头盔显示器原型机的外部结构.对于拼接系统中的关键问题,如出瞳直径和出瞳距离进行详细讨论.基于这些讨论,在LightTools中对人眼视网膜的光强分布进行仿真.另外,根据镜片设计的畸变数据获得了处理之后的畸变图像.对原型机进行图像显示实验,验证所提方法的可行性.

关键词：光学设计、头盔显示器、光学拼接、虚拟现实

所属期刊栏目：55

分类号：O435(光学)

资助基金：国家重点研发计划2016YFB1001502

在线出版日期：2018-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：364-369