概括
这项研究介绍了一种新的双焦增强现实头上显示器 (AR-HUD),使用一个图像生成单元 (PGU) 和一个自由形镜. 它实现了两个虚拟图像的全PGU分辨率,克服了以前的限制.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 汽车技术 汽车技术
- 人与计算机的交互
背景情况:
- 增强现实头顶显示器 (AR-HUD) 提供多个焦点平面和更宽的视野 (FOV).
- 现有的使用两个图像生成单元 (PGU) 的双焦 AR-HUD 受到尺寸增加,成本增加和可靠性降低的影响.
- 之前试图将双焦显示器的PGU分辨率减半的尝试损害了图像质量.
研究的目的:
- 提出一个紧且高分辨率的双焦 AR-HUD 系统.
- 为了克服以前的双焦AR-HUD设计的分辨率限制.
- 为了实现高图像质量,并实施用于实际AR-HUD应用的扭曲校正.
主要方法:
- 开发了一种双焦 AR-HUD 架构,使用单个 PGU 和自由形镜.
- 实现极化复杂化,允许每个虚拟图像使用全PGU分辨率.
- 进行了光学设计优化,并开发了使用反向光学路径的扭曲校正方法.
主要成果:
- 在大眼框 (130 x 60毫米) 中实现高图像质量 (不包括扭曲),用于远距离 (10米) 和近距离 (2.5米) 虚拟图像.
- 展示了9.5L的紧系统体积,相当于单焦HUD.
- 成功建造并通过实验验证了一种AR-HUD原型,展示了极化-多重复合和预期的图像质量.
结论:
- 拟议的单个PGU,自由形镜像AR-HUD与极化复杂化有效地解决了以前的双焦系统的局限性.
- 集成的扭曲校正方法可确保AR-HUD应用程序的实际图像质量.
- 紧而高性能的设计为下一代AR-HUD提供了可行的解决方案.
