国家高技术研究发展计划(2009AA032701)
- 作品数：15 被引量：113H指数：7
- 相关作者：刘伟奇康玉思冯睿魏忠伦张大亮更多>>
- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院大学中国科学院研究生院更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信理学机械工程航空宇航科学技术更多>>
- 大屏幕投影显示光学系统的超薄化设计被引量：12
- 2014年
- 针对大屏幕投影显示对成像物镜提出的超短焦、大视场角、超薄化、大相对孔径以及高清晰度等要求,设计了一种新型折反射式超薄投影成像系统。采用TI公司的0.65″数字微反射镜片(DMD)作为空间光调制器,利用非球面反射镜校正畸变并缩短投影距离,然后通过一个折叠反射镜对光路进一步转折来实现超薄化投影显示。系统由5片透射镜片和1片非球面反射镜组成,焦距为2.8mm,F/#为3.5,最小视场角为55°,最大视场角为78.5°,在投影距离为120mm时画面尺寸显示为65.2″。设计结果表明:在像面的Nyquist频率处,95%以上视场的MTF>0.6,最大畸变量为0.8TV%,一个像元尺寸内能量集中度在90%以上。为了进一步验证折反射式超薄投影镜头的性能,加工并组装了原理样机。实验结果表明其图像显示效果良好,能够满足超薄化、低成本、小型批量化生产等设计要求。
- 吕伟振刘伟奇魏忠伦康玉思田志辉孟祥翔
- 关键词：光学设计大屏幕显示非球面反射镜
- 基于DMD的高动态范围成像光学系统设计被引量：12
- 2014年
- 为了解决光电成像设备对空间实际场景观测时提出的高动态范围要求,设计了一种新型的像元级光强调制的高动态范围成像系统。系统由成像物镜、折叠反射镜、二次成像转置物镜组成,采用TI公司的数字微镜阵列(DMD)作为光强调制器件,通过光瞳匹配原则使两个系统完美衔接,并利用二次成像系统实现DMD单元与图像传感器的像素一一对应,设计结果显示:在像面的Nyquist频率处,全视场的MTF≥0.55,弥散圆的直径小于CMOS图像传感器的像素尺寸,并且畸变等像差也校正良好。该方法不仅可以提高图像传感器的可探测动态范围,还能够实时地探测到强弱目标,满足空间目标视景成像的要求。
- 吕伟振刘伟奇魏忠伦康玉思冯睿杨建明
- 关键词：高动态范围光学设计
- 转动随机微透镜阵列对激光显示中散斑的抑制被引量：6
- 2015年
- 为了消除散斑现象,对随机漫射体抑制散斑的可行性进行了探讨。分析了"随机微透镜阵列"作为随机漫射体在光束控制和光能利用率方面的优越性,并提出了在光学系统中加入转动"随机微透镜阵列"的方式抑制散斑。对加入这种结构后屏幕上的散斑进行了测量,验证了此种方法可以将散斑对比度降低到1.15%,使人眼分辨不出激光散斑,提升了激光电视的观看效果,并与传统的转动匀光棒法进行对比,体现了此种方法出色的抑制散斑的能力。
- 付瀚毅刘伟奇魏忠伦康玉思陶淑苹冯睿张大亮
- 关键词：激光显示
- 激光与LED混合投影光源色度学特性分析被引量：3
- 2015年
- 以色度学理论为基础,分析和测试了激光与LED混合新型投影光源的亮度和色域覆盖范围,并与传统的超高压水银弧光灯进行比较。新型投影光源不仅亮度很高,在使用较长时间后亮度无明显衰减,而且色域覆盖范围更加接近与人眼,色彩表现更加丰富、有层次感,真正符合高亮度、高色彩还原能力的投影显示效果的需求。采用激光与LED相结合的方式作为照明光源,既解决了单独使用LED光源时亮度始终不够的问题,又能有效地减少环境污染。因此,激光和LED混合投影光源凭借无法比拟的优势可以替代传统光源以满足投影显示色度学的要求。
- 吕伟振刘伟奇张大亮
- 关键词：投影光源激光LED
- 双自由曲面LED均匀照明准直透镜设计被引量：16
- 2014年
- 为了克服传统LED准直器在近场难以实现均匀照明的缺陷,设计了一种双自由曲面均匀照明准直透镜.透镜分为折反两部分,每部分都利用双自由曲面进行匀光和准直.根据马吕斯定律,推导了实现光束准直出射的等光程方程,并将切面迭代法加入等光程条件,同步计算准直透镜上下自由曲面的面形数据.仿真分析表明:对1mm×1mm的白光LED芯片,84.55%的能量集中在±2°内,近场照度均匀性达到94.59%,远场照度均匀性为89.01%;当LED芯片尺寸不超过2.0mm×2.0mm时,±4°内的能量利用率大于83.5%,近场照度均匀性在90%以上.该准直透镜能同时实现近场和远场的均匀照明,公差符合装配要求,光能利用率高.
- 孟祥翔刘伟奇冯睿魏忠伦周敏杨建明
- 关键词：照明设计自由曲面几何光学
- 紧凑高效的Nd:YVO_4/PPMgLN腔内倍频3.8W连续绿光激光器被引量：10
- 2011年
- 研究了一种基于周期极化掺镁铌酸锂(PPMgLN)晶体做倍频器件的新型、紧凑和高功率连续绿光激光器。利用外加电场极化法成功制备了厚度为1 mm,短周期为6.95μm,占空比接近50%,大面积均匀的PPMgLN;在6.8 W单管激光二极管(LD)抽运的情况下,利用通光长度仅1 mm的PPMgLN,腔内倍频获得了3.8 W的绿光532 nm激光输出,光-光转换效率高达56%。
- 颜博霞毕勇王栋栋鲍光亓岩房涛张瑛
- 关键词：激光器绿光激光器腔内倍频周期极化
- 空间交会对接探测器光学系统设计被引量：3
- 2013年
- 设计了一种空间交会对接探测器光学系统。系统根据超焦距原理增大光学景深，通过像方远心光学结构，解决了变化物距下标志灯信号光在CCD成像面上成像质心不稳定的问题，应用改进的库克物镜结构有效地校正了对成像质心位置影响较大的垂轴像差。光学系统光学总长为36mm，系统采用6片透镜元件，全部为球面结构，均为普通商用玻璃，避免了特种玻璃的使用。在800-880nm波段，0．5～130m物距下，系统的光学绝对畸变设计值优于±1μm，视场角探测设计精度近似10”。设计的系统探测精度高，制造成本低，结构紧凑，适用于高精度空间飞行器交会对接领域。
- 吕博刘伟奇张大亮康玉思冯睿
- 关键词：光学设计交会对接探测器光学系统
- 超大视场头盔显示光学系统设计被引量：16
- 2012年
- 设计了大视场头盔显示器的目视光学系统,用于满足头盔显示器对大视场、小畸变、高分辨率以及轻量化的苛刻要求。采用4×3阵列式排列、视场角为33°×24°的12组高质量成像目镜系统拼接成单眼目视光学系统来实现系统的大视场设计。为了使系统轻量化,每个单元目镜只采用一片透镜;透镜一面采用二元光学衍射面,利用其特殊色散特性校正目镜系统色差;另一面采用非球面,用于校正目镜光学系统的初、高级单色像差。其图像源为高亮度、高分辨率的OLED微显示器。设计结果显示:单目目视光学系统水平视场达到120°,垂直视场为60°,角分辨率为43pixel/(°);单个目镜系统传递函数在40lp/mm处,轴上视场高于0.62,全视场高于0.1;系统畸变小于3%;系统的双目视场为160°×60°,双目重叠视场为80°×60°。该设计实现了超大视场,满足头盔显示光学系统的成像要求。
- 卢海平刘伟奇康玉思魏忠伦冯睿付瀚毅
- 关键词：头盔显示器二元光学非球面光学设计
- 飞行模拟器用投射系统设计
- 2012年
- 研究了一种瞄准镜用飞行模拟器投射镜头的设计,并给出了模拟器投射镜头的设计实例。模拟器由显示系统、屏幕、投射系统、反射镜组成,模拟图像信号送入模拟器的显示系统,显示系统将视景仿真模拟图像信号投射到屏幕上,屏幕位于投射系统的焦平面上,瞄准镜对由模拟器进入的光线成像实现成像模拟。投射系统由周边系统、中心系统共9路光学镜头组成,投射系统周边系统、中心系统对应于瞄准镜的中心系统与周边系统,中心系统与周边系统的物面位置重合即共物面;中心系统采用摄远物镜镜形式缩短了镜头长度结构更加紧凑。周边系统焦距为f=263.02mm,视场角为2ω=17°,全视场畸边<0.4%,在屏幕的Nyquist频率处全视场的MTF>0.9,系统长度330mm;中心系统焦距为f=295.00mm,视场角为2ω=17°,全视场畸变<0.37%,在屏幕的Nyquist频率处全视场的MTF>0.9,系统长度283.2mm。投射系统采用全口径出光,同时系统通光口径略大于敏感器的通光口径,降低了系统装配的精度。
- 魏忠伦刘伟奇冯睿柳华
- 关键词：模拟器
- 全景三维立体头盔显示光学系统设计被引量：13
- 2012年
- 为了满足全景三维立体头盔显示器(HMD)对大视场(FOV)、小畸变、高分辨率以及轻量化的要求,设计了全景三维立体HMD的目视光学系统。采用4×3阵列式排列的12组相同的FOV角为33°×24°的高质量成像的目镜光学系统拼接成单眼目视光学系统,实现系统的大FOV设计。利用二元衍射面和非球面校正目镜光学系统的初、高级单色像差以及色差;使用有机光发射二极管(OLED)微显示器作为图像源,设计结果表明:单眼目视光学系统水平FOV达到120°,垂直FOV为60°,角分辨率为43pixel/(°);传递函数在45lp/mm处轴上FOV高于0.68,周边FOV高于0.45,系统畸变小于0.2%;系统的双目FOV为160°×60°,双目FOV重叠为80°×60°,系统重量约为91.2g。系统设计满足头盔显示光学系统的成像要求,并且实现了系统的轻量化以及低成本。
- 卢海平刘伟奇康玉思魏忠伦冯睿付翰毅
- 关键词：光学设计头盔显示器二元光学非球面
