MEMS激光扫描视网膜投影显示系统设计

林俊国; 丛强; 许晨; 程德文; 王涌天

doi:doi:10.3788/AOS201737.1222001

光学学报, 2017, 37 (12): 1222001, 网络出版: 2018-09-06

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Design of MEMS Laser Scanning Retinal Projection Display System

林俊国 ¹丛强 ¹许晨 ¹程德文 ^1,2,*王涌天 ^1,2

作者单位

¹ 北京理工大学光电学院, 北京 100081

² 北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心, 北京 100081

图 & 表

图 1. 辐辏聚焦矛盾示意图。 (a) 自然视觉;(b) VR视觉;(c) AR视觉

Fig. 1. Diagram of VAC. (a) Natural vision; (b) VR vision; (c) AR vision

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图 2. 传统RPD光路图

Fig. 2. Optical path of conventional RPD

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图 3. RPD可行性验证光路系统

Fig. 3. Feasibility verification optical system of RPD

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图 4. 成像效果图。 (a)正常图像;(b)带黑斑的图像

Fig. 4. Imaging effect figures. (a) Normal image; (b) image with black speckle

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图 5. 基于MEMS的RPD光路图

Fig. 5. Optical path of RPD based on MEMS

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图 6. RPD光学系统光路图

Fig. 6. Optical path of RPD optical system

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图 7. RPD光学系统MTF曲线图

Fig. 7. MTF curve of RPD optical system

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图 8. RPD光学系统像面光束合成传播图

Fig. 8. Beam synthesis propagation of image plane of RPD optical system

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图 9. (a) RPD光学系统原型图;(b) 佩戴效果图

Fig. 9. (a) Prototype of RPD optical system; (b) wearing performance

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图 10. (a)图像源;(b)对焦到近处成像效果图;(c)对焦到远处成像效果图

Fig. 10. (a) Image source; (b) imaging effect diagram of focusing on the close-distance plane; (c) imaging effect diagram of focusing on the far-distance plane

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表 1RPD规格参数

Table1. Specification parameters of RPD

Parameter	Specification
Configuration	On-axis catadioptric
Effective focal length	35.78 mm
Diagonal field of view	40°
Eye relief	10 mm
Resolution	720 pixel×480 pixel
MEMS mirror diameter	1 mm
Interpupillary distance adjustable range	0~20 mm

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林俊国, 丛强, 许晨, 程德文, 王涌天. MEMS激光扫描视网膜投影显示系统设计[J]. 光学学报, 2017, 37(12): 1222001. Junguo Lin, Qiang Cong, Chen Xu, Dewen Cheng, Yongtian Wang. Design of MEMS Laser Scanning Retinal Projection Display System[J]. Acta Optica Sinica, 2017, 37(12): 1222001.

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图 1. 辐辏聚焦矛盾示意图。 (a) 自然视觉;(b) VR视觉;(c) AR视觉

Fig. 1. Diagram of VAC. (a) Natural vision; (b) VR vision; (c) AR vision

图 2. 传统RPD光路图

Fig. 2. Optical path of conventional RPD

图 3. RPD可行性验证光路系统

Fig. 3. Feasibility verification optical system of RPD

图 4. 成像效果图。 (a)正常图像;(b)带黑斑的图像

Fig. 4. Imaging effect figures. (a) Normal image; (b) image with black speckle

图 5. 基于MEMS的RPD光路图

Fig. 5. Optical path of RPD based on MEMS

图 6. RPD光学系统光路图

Fig. 6. Optical path of RPD optical system

图 7. RPD光学系统MTF曲线图

Fig. 7. MTF curve of RPD optical system

图 8. RPD光学系统像面光束合成传播图

Fig. 8. Beam synthesis propagation of image plane of RPD optical system

图 9. (a) RPD光学系统原型图;(b) 佩戴效果图

Fig. 9. (a) Prototype of RPD optical system; (b) wearing performance

图 10. (a)图像源;(b)对焦到近处成像效果图;(c)对焦到远处成像效果图

Fig. 10. (a) Image source; (b) imaging effect diagram of focusing on the close-distance plane; (c) imaging effect diagram of focusing on the far-distance plane

表 1RPD规格参数

Table1. Specification parameters of RPD

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图 1. 辐辏聚焦矛盾示意图。 (a) 自然视觉;(b) VR视觉;(c) AR视觉

Fig. 1. Diagram of VAC. (a) Natural vision; (b) VR vision; (c) AR vision

图 2. 传统RPD光路图

Fig. 2. Optical path of conventional RPD

图 3. RPD可行性验证光路系统

Fig. 3. Feasibility verification optical system of RPD

图 4. 成像效果图。 (a)正常图像;(b)带黑斑的图像

Fig. 4. Imaging effect figures. (a) Normal image; (b) image with black speckle

图 5. 基于MEMS的RPD光路图

Fig. 5. Optical path of RPD based on MEMS

图 6. RPD光学系统光路图

Fig. 6. Optical path of RPD optical system

图 7. RPD光学系统MTF曲线图

Fig. 7. MTF curve of RPD optical system

图 8. RPD光学系统像面光束合成传播图

Fig. 8. Beam synthesis propagation of image plane of RPD optical system

图 9. (a) RPD光学系统原型图;(b) 佩戴效果图

Fig. 9. (a) Prototype of RPD optical system; (b) wearing performance

图 10. (a)图像源;(b)对焦到近处成像效果图;(c)对焦到远处成像效果图

Fig. 10. (a) Image source; (b) imaging effect diagram of focusing on the close-distance plane; (c) imaging effect diagram of focusing on the far-distance plane

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