| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-48页 |
| 1.1 头盔显示设备概述 | 第15-18页 |
| 1.1.1 头戴显示设备组成 | 第15-16页 |
| 1.1.2 头戴显示设备分类 | 第16-18页 |
| 1.2 现实增强型头戴显示设备和虚拟现实技术的发展 | 第18-29页 |
| 1.2.1 现实增强型头戴显示设备的发展 | 第18-23页 |
| 1.2.2 虚拟现实技术及虚拟现实头戴显示器的发展 | 第23-29页 |
| 1.3 虚拟现实主要用途及头戴显示发展趋势 | 第29-36页 |
| 1.3.1 虚拟现实技术的主要用途 | 第29-35页 |
| 1.3.2 头戴显示设备的发展趋势 | 第35-36页 |
| 1.4 头戴显示设备关键技术的发展 | 第36-45页 |
| 1.4.1 头戴显示设备显示器件的发展 | 第37-40页 |
| 1.4.2 头戴显示设备光学系统的发展 | 第40-45页 |
| 1.5 论文的预期目标及章节安排 | 第45-48页 |
| 第2章 头戴显示光学系统的像差校正及其性能分析 | 第48-76页 |
| 2.1 大视场及离轴系统的像差特性 | 第48-57页 |
| 2.1.1 大视场光学系统像差分析 | 第48-51页 |
| 2.1.2 离轴光学系统像差分析 | 第51-57页 |
| 2.2 多自由度光学元件像差校正 | 第57-63页 |
| 2.2.1 衍射元件像差校正 | 第57-62页 |
| 2.2.2 非球面像差校正 | 第62-63页 |
| 2.3 头戴显示设备性能参数分析 | 第63-71页 |
| 2.3.1 全视场MTF曲线 | 第64-65页 |
| 2.3.2 亮度、对比度 | 第65-66页 |
| 2.3.3 出瞳直径 | 第66-68页 |
| 2.3.4 视场 | 第68-70页 |
| 2.3.5 畸变 | 第70页 |
| 2.3.6 出瞳距 | 第70页 |
| 2.3.7 瞳间距 | 第70页 |
| 2.3.8 重量 | 第70-71页 |
| 2.4 光学优化软件介绍 | 第71-74页 |
| 2.4.1 CODEV | 第71-72页 |
| 2.4.2 OSLO | 第72-73页 |
| 2.4.3 ZEMAX | 第73-74页 |
| 2.5 本章小结 | 第74-76页 |
| 第3章 基于同轴透射结构的沉浸式HMD光学系统设计 | 第76-114页 |
| 3.1 目镜结构分析和设计要求 | 第76-83页 |
| 3.1.1 目镜结构分析 | 第76-82页 |
| 3.1.2 HMD光学系统设计要求 | 第82-83页 |
| 3.2 “传统LCD+非球面透镜”HMD光学目镜设计 | 第83-97页 |
| 3.2.1 HMD光学系统设计准备工作 | 第83-87页 |
| 3.2.2 方案一——基于传统LCD显示器件的HMD光学目镜设计 | 第87-97页 |
| 3.3 “柔性显示屏+非球面透镜”HMD光学目镜设计 | 第97-108页 |
| 3.3.1 柔性显示器件的概述 | 第97-98页 |
| 3.3.2 柔性显示器的弯曲特性及在ZEMAX中的模拟 | 第98-100页 |
| 3.3.3 基于柔性显示器件的HMD光学目镜设计 | 第100-108页 |
| 3.4 HMD光学设计方案对比分析 | 第108-110页 |
| 3.4.1 显示屏面形复杂程度 | 第108-109页 |
| 3.4.2 光学元件面形的复杂程度 | 第109页 |
| 3.4.3 光学系统性能 | 第109-110页 |
| 3.5 本章小结 | 第110-114页 |
| 第4章 人眼真实情况对HMD光学系统使用效果影响的仿真分析与评价 | 第114-148页 |
| 4.1 人眼的生理结构 | 第114-116页 |
| 4.2 人眼光学参数计算 | 第116-121页 |
| 4.2.1 符号表示和变量声明 | 第116-118页 |
| 4.2.2 透镜眼屈光度和主点位置公式求解 | 第118-121页 |
| 4.3 人眼模型的选择及“人眼—HMD光学系统”分析模型的建立 | 第121-132页 |
| 4.3.1 基于医学解剖数据的人眼结构参数分析 | 第121-124页 |
| 4.3.2 现有人眼模型光学结构对比分析 | 第124-129页 |
| 4.3.3 用于HMD光学系统成像性能分析的模型眼的选择 | 第129-130页 |
| 4.3.4 “人眼—HMD光学系统”分析模型的建立 | 第130-132页 |
| 4.4 人眼运动对HMD光学系统成像性能影响分析 | 第132-145页 |
| 4.4.1 人眼平移对HMD光学系统成像性能的影响 | 第133-139页 |
| 4.4.2 人眼转动对HMD光学系统成像性能的影响 | 第139-142页 |
| 4.4.3 人眼视度调节对HMD光学系统成像性能影响的分析 | 第142-144页 |
| 4.4.4 “人眼—HMD光学系统”分析模型评价及影响分析总结 | 第144-145页 |
| 4.5 本章小结 | 第145-148页 |
| 第5章 HMD光学系统公差分析及制定 | 第148-160页 |
| 5.1 光学系统公差分析基础 | 第148-150页 |
| 5.2 基于ZEMAX的HMD光学系统公差分析 | 第150-158页 |
| 5.2.1 一般元件参数公差分析 | 第151-156页 |
| 5.2.2 高次非球面面形精度公差分析 | 第156-157页 |
| 5.2.3 公差分析结果 | 第157-158页 |
| 5.3 本章小结 | 第158-160页 |
| 第6章 基于CCD相机的HMD光学系统性能测试方法 | 第160-176页 |
| 6.1 待测系统及检测设备 | 第160-163页 |
| 6.1.1 待测头戴显示设备光学系统 | 第160-162页 |
| 6.1.2 可利用的检测器材及设备 | 第162-163页 |
| 6.2 性能参数及其测试方法 | 第163-169页 |
| 6.2.1 视场角的测量 | 第163-166页 |
| 6.2.2 出瞳距离和出瞳直径的测量 | 第166-167页 |
| 6.2.3 全视场相对畸变的测试 | 第167-168页 |
| 6.2.4 全视场视角分辨率计算 | 第168页 |
| 6.2.5 色彩还原度的测试方法 | 第168-169页 |
| 6.3 对实际系统的测试及结果 | 第169-173页 |
| 6.3.1 测量结果 | 第169-172页 |
| 6.3.2 误差分析 | 第172-173页 |
| 6.4 本章小结 | 第173-176页 |
| 第7章 总结与展望 | 第176-180页 |
| 7.1 研究内容总结 | 第176-177页 |
| 7.2 创新性工作说明 | 第177-178页 |
| 7.3 本文不足指出及研究展望 | 第178-180页 |
| 参考文献 | 第180-188页 |
| 致谢 | 第188-190页 |
| 指导教师简介 | 第190-192页 |
| 作者简介及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 | 第192-193页 |
