緊湊的起始設(shè)計(jì)

如下圖所示，這是從一個(gè)OLED投影微顯示器成像的反射式系統(tǒng)的初始設(shè)計(jì)。下面左邊的圖中，我們可以看到OLED投影微顯示器的背面（矩形的棋盤狀）。我們還能看到佩戴者右眼光瞳位置的光學(xué)鏈路。全反射的設(shè)計(jì)是有益的，因?yàn)檫@使得它輕巧，緊湊，并且沒有色散導(dǎo)致的色差。

這是一個(gè)相對于成年男性頭部的側(cè)面和正面視角，瞳距64毫米

設(shè)計(jì)流程概述

在案例設(shè)計(jì)中，我們用適當(dāng)?shù)某叽绾鸵浑A屬性安排系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)。微顯示器半對角線為7.1mm，這也是圖像高度。這是因?yàn)槲覀兪欠聪蜻M(jìn)行設(shè)計(jì)的。準(zhǔn)直光從觀察者的瞳孔出射進(jìn)入到光學(xué)系統(tǒng)，光線經(jīng)二次曲面的內(nèi)表面反射，然后，每個(gè)視場點(diǎn)通過光學(xué)鏈路成像到微顯示器上的相應(yīng)位置。然后，我們將通過反轉(zhuǎn)系統(tǒng)來觀察設(shè)計(jì)的最終表現(xiàn)，并考慮光線從顯示器到眼睛的投影，和實(shí)際使用中一樣。對于這樣的任務(wù)，光學(xué)設(shè)計(jì)人員可以利用CODE V中的一個(gè)非常有用的系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)工具。翻轉(zhuǎn)功能在大多數(shù)情況下都能工作良好，即使是復(fù)雜的，非旋轉(zhuǎn)對稱系統(tǒng)。

對于初始系統(tǒng)，我們使用了一個(gè)僅有約束分量的誤差函數(shù)，以確保光線在所需的封裝內(nèi)能夠到達(dá)適當(dāng)?shù)南衩嫖恢谩�CODE V為光學(xué)設(shè)計(jì)師提供了基于光學(xué)性能進(jìn)行優(yōu)化的自由。CODE V可以通過約束優(yōu)化來處理封裝和考慮幾何布局。在本例中，系統(tǒng)的封裝是一個(gè)獨(dú)特的挑戰(zhàn)，因此對反射鏡的位置和角度的優(yōu)化是有必要的。反射鏡封裝的約束是通過設(shè)置一個(gè)環(huán)繞框架將成像設(shè)備包裹在佩戴者臉頰上。

從二次曲面表面到微顯示器的初始設(shè)計(jì)圖

物(左)和初始設(shè)計(jì)的圖像模擬圖 (右)。從圖中可看到較差的對比度和很大的畸變。