基于LCoS的头配显示器光学系统研究

头盔式显示器的迅猛发展对系统重量和成像质量方面提出了更高的要求。文章采用LCoS作为头配显示器的显示器件，同时利用衍射光学元件独特的负色散特性和以其任意的相位分布实现对光波面的任意相位调制的特点，在改进的Erfle目镜的基础上引入二元衍射面，台阶深度为0．142m，总的环带数为253，最小特征尺寸为3．31p．m。优化设计了具有3O。视场，30mm有效焦距，8mm瞳径，25mm出瞳距离的目镜系统，其MTF值在全视场内整体上大于0．25，并且重量缩小为原Erfle目镜的1／8，大大减轻HMD光学系统重量，并提高了成像质量。