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摘要
针对头盔显示L系统高像质、全彩O显示、结构简单了一款双通道头P紧凑的应用需求，提出双自由曲面棱镜结构，利用离轴折/反射的原理，设计盔显示光学系统。通过自定义约束函数，构建了双棱镜模型，运用矩形阵列光瞳采样算法结合矢量像差理论，迭代优化了离轴非旋转对称系统。设计的投影和透射双通道系统，其工作波段为400nm～700nm,出瞳直径为8.5mm，出瞳距离为21mm，体积为41.5mm×31.5mm×14.1mm。投影通道视场为45°，全视场调制传递函数值在61lp/mm处大于0.3，透射通道视场为53°，全视场调制传递函数值在30cyc/deg处大于0.4。对双通道系统进行了眼球动态像质分析，分析结果表明，在出瞳直径范围内，人眼所接收到的像质基本不受眼球姿态的影响。该双棱镜结构为下一代双通道头盔显示系统提供了可参考的设计方向。
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