ZEMAX各種像差圖詳細(xì)分析

1、頭盔的定位傳感系統(tǒng)是與光學(xué)系統(tǒng)同等重要的一部分。 它包括頭部的定位和眼球 的定位。眼球的定位主要應(yīng)用在瞄準(zhǔn)系統(tǒng)上， 一般采用紅外圖像的識(shí)別處理跟蹤 來(lái)獲得眼球的運(yùn)動(dòng)信息。頭部定位采用的方法比較多，如超聲波、磁、紅外、發(fā) 光二極管等的定位系統(tǒng)， 頭部的定位提供位置和指向六個(gè)自由度的信息。 對(duì)定位 傳感系統(tǒng)的要求是靈敏度高、延遲小，靈敏度低易受外界環(huán)境影響。頭盔電路控制系統(tǒng)一般與頭盔顯示器分開(kāi)放置以減輕頭盔重量， 其連接系統(tǒng)在機(jī) 載時(shí)的設(shè)計(jì)要考慮在緊急情況下能夠迅速使頭盔和飛機(jī)上的控制系統(tǒng)脫離， 保證 飛行員的安全。頭盔是顯示器的固定部件， 由于顯示器的重量在頭的前部， 這使頭盔的中心發(fā)生 了變化

2、，容易產(chǎn)生疲勞，因此贏(yíng)在頭后部加配重保持重心不變。用來(lái)描述HMDt學(xué)系統(tǒng)的幾個(gè)重要參數(shù)：視場(chǎng)（ FOV）出瞳Optical eye relief光通量分束器傳遞（beamsplitter transmission/ 反射系數(shù)）（針對(duì) see-through HMD 調(diào)制傳遞函數(shù)（ MTF）色差畸變場(chǎng)曲放大率鬼像重量重心體積雖然光學(xué)材料的發(fā)展已經(jīng)有了顯著地進(jìn)步， 但是最好的成像質(zhì)量還是由玻璃得到 的，不幸的是玻璃是最重的光學(xué)媒介。塑料光學(xué)元件有質(zhì)量小和成本低的特點(diǎn)， 在犧牲部分成像質(zhì)量的代價(jià)下可以考慮采用。 全息元件的質(zhì)量更輕。 折射光學(xué)系 統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使用全息分束器可以利用部分波長(zhǎng)并且不產(chǎn)生多余

3、的光強(qiáng)度。人眼的瞬間視場(chǎng)是橢圓的， 一般為垂直 120°水平 150°，雙眼總視場(chǎng)為垂直 120° 水平200°。光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)越大越好，但是 FOV的尺寸被幾個(gè)因素制約，包括 重量，位置和分辨率。影響設(shè)計(jì)參數(shù)最重要的一個(gè)指標(biāo)為 MTF MTF是度量光學(xué)系統(tǒng)從輸入到輸出傳遞 調(diào)制對(duì)比度的工具，MTF曲線(xiàn)橫坐標(biāo)為空間頻率。任何情況均可歸結(jié)為一系列正 弦曲線(xiàn)的空間頻率，所以可以用來(lái)度量光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)損耗。P.O圖MTF （調(diào)制傳遞函數(shù)）曲線(xiàn)在HMD中，每一個(gè)組件（傳感器，像源，光學(xué)元件）都有自己的 MTF如果系統(tǒng) 是線(xiàn)性的，它的總MTF可以由各組件的MTF乘積得到。上圖的傳遞函數(shù)代表了一 個(gè)相對(duì)較好地對(duì)比度傳遞（在低頻率和中頻率），但是在高頻區(qū)下降非常迅速。在高頻區(qū)，系統(tǒng)不能很好的再生對(duì)比度會(huì)造成環(huán)境細(xì)節(jié)的丟失。光學(xué)系統(tǒng)的出瞳必須位于人眼的入瞳處， 這樣人才能看到像的全部。出瞳有三個(gè) 特征量：尺寸，形狀和位置。在其它設(shè)計(jì)約束諸如尺寸，質(zhì)量，復(fù)雜度和成本等 的范圍內(nèi)，應(yīng)該把出瞳設(shè)計(jì)得盡量大。人眼的入瞳直徑為3mm在視場(chǎng)范圍內(nèi)眼球的活動(dòng)留量為 5mm再加上頭盔的滑 移余量為土 3mm這樣，就使得系統(tǒng)最小的出瞳直徑為 14mm最后的光學(xué)元件到出瞳的距離為 eye relief（眼點(diǎn)距）ExitB