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  • 自由曲面成像光学推动应用光学领域的发展

    作者:佚名 来源:网络文档 时间:2022-06-22 16:27 阅读:844 [投稿]
    光学镜头镜片领域按技术发展主要分为球面镜、非球面镜、自由曲面、镜片阵列 4 大阶段。

    光学镜头镜片领域按技术发展主要分为球面镜、非球面镜、自由曲面、镜片阵列4大阶段。随着技术不断发展,当前自由曲面已经成为当前光学热点之一。

    对于传统旋转对称曲面(球面镜、非球面镜),自由曲面面型更加灵活,需要使用更多的面型参数来进行描述,可以为光学设计带来更多的设计自由度,有很强的面型描述能力与很好的像差校正能力。正因为有这些特性,自由曲面特别适用于校正光学系统的像差,尤其是非对称系统(指失去旋转对称性结构的系统,可以包含有平面对称性但无旋转对称性的系统),同时可以减少系统中元件的数量,减小系统的体积与质量,实现传统光学系统难以实现的系统参数、结构与功能。

    近年来,随着精密加工与检测技术的不断进步,可用于成像系统的、较大尺寸的自由曲面元件的制造成为了可能。传统球面以及非球面可供光学系统设计使用的自由度较少。自由曲面打破了旋转对称以及平移对称的几何约束,特别适用于校正非旋转对称系统的像差,同时可以减少系统中元件的数量,减小系统的体积与质量,实现传统光学系统难以实现的系统参数、结构与功能。自由曲面为光学设计的发展注入了巨大潜力,成为了近十年来应用光学领域的研究热点,如汽车抬头显示器(Head-Up Display,HUD)领域。

    HUD在汽车上使用越来越普遍,它能将车速、导航地图等信息投影到汽车前挡风玻璃的驾驶员平视范围内,驾驶员无需低头就可以看到这些信息,减少了因低头查看信息而导致交通事故的可能,缩短了驾驶盲区时间,可以有效提升行车的安全性。自由曲面成像光学将在车载部件领域得到广泛使用,同时相关研究成果将深刻推动应用光学领域的发展,在应用方面不断激发新的可能性。

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