1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 长春 130033
2 长春理工大学 研究生部, 长春 130022
3 第二炮兵工程设计研究所, 北京 100011
4 安徽华东光电技术研究所, 芜湖 241002
研究了塑料透镜在头盔系统中的应用, 设计了全塑料(聚甲基丙烯酸甲脂-PMMA)头盔光学系统.引入衍射面, 利用其负色散性和波面任意整形特性消除系统色差及改善波前像差.图像源发出的光束在分束器附近成中间像, 可增大系统视场; 出瞳在中继透镜组中间成像, 可减小系统口径, 增大出瞳直径.该系统镜头部分重量仅为6 g, 目视系统中需重点校正的像散和垂轴色差的最大值分别为0.44 mm和20 μm, 最大畸变为2.5%; 系统最小角分辨率为0.9 mrad, 视场为40°(H)×30°(V).
塑料透镜 头盔显示器 光学设计 二元光学 Plastic lens Head mounted display Optical design Binary optics
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室，长春 130033；长春理工大学 研究生部，长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室，长春 130033
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室，长春 130033；中国科学院研究生院，北京 100039
4 长春理工大学 研究生部，长春 130022
研究了塑料透镜在3D 虚拟显示头盔光学系统中的应用，设计了适用于眼镜式虚拟微显示器的全塑料(聚甲基丙烯酸甲脂－PMMA)光学系统。引入反射镜来折叠光路以缩短系统长度，引入衍射面，利用其负色散性和波面任意整形特性来消除系统色差及改善波前像差。该系统重量仅为9.8 g。目视系统中需重点校正的像散和垂轴色差的最大值分别为0.31 mm 和8.8 μm，最大畸变<7%。系统最小角分辨力为0.8 mrad，全视场为32°。
塑料透镜 光学设计 虚拟显示 头盔显示器 二元光学 plastic lens optical design virtual display head mounted display binary optics
香港理工大学 工业与系统工程学系先进光学制造中心，香港 九龙
自由曲面光学透镜注射成型误差对其光学性能将产生直接影响。注射成型过程中，注射工艺参数组合的优劣，直接影响成型误差的大小。为了获得高精密度的光学元件，就热塑性塑料的注射温度、模具温度、注射压力、保压压力及保压时间等主要工艺参数，对注射成型误差的影响进行综合研究，并且进行了实验验证。研究结果表明：适当提高注射温度与模具温度，同时采用高压注射、高压保压以及快速保压工艺，可显著降低注塑工件的体积收缩率，显著提高面形精密度，其光学表面面形误差小于0．1μm。可为注射工艺设计提供合理的依据。
光学技术与仪器 自由曲面光学 塑料透镜 注射成型误差因素 optical technology and instrument freeform optics plastic lens error factor of injection molding
