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  • 自由曲面成像光學推動應用光學領域的發展

    作者:佚名 來源:網絡文檔 時間:2022-06-22 16:27 閱讀:582 [投稿]
    光學鏡頭鏡片領域按技術發展主要分為球面鏡、非球面鏡、自由曲面、鏡片陣列 4 大階段。

    光學鏡頭鏡片領域按技術發展主要分為球面鏡、非球面鏡、自由曲面、鏡片陣列4大階段。隨著技術不斷發展,當前自由曲面已經成為當前光學熱點之一。

    對于傳統旋轉對稱曲面(球面鏡、非球面鏡),自由曲面面型更加靈活,需要使用更多的面型參數來進行描述,可以為光學設計帶來更多的設計自由度,有很強的面型描述能力與很好的像差校正能力。正因為有這些特性,自由曲面特別適用于校正光學系統的像差,尤其是非對稱系統(指失去旋轉對稱性結構的系統,可以包含有平面對稱性但無旋轉對稱性的系統),同時可以減少系統中元件的數量,減小系統的體積與質量,實現傳統光學系統難以實現的系統參數、結構與功能。

    近年來,隨著精密加工與檢測技術的不斷進步,可用于成像系統的、較大尺寸的自由曲面元件的制造成為了可能。傳統球面以及非球面可供光學系統設計使用的自由度較少。自由曲面打破了旋轉對稱以及平移對稱的幾何約束,特別適用于校正非旋轉對稱系統的像差,同時可以減少系統中元件的數量,減小系統的體積與質量,實現傳統光學系統難以實現的系統參數、結構與功能。自由曲面為光學設計的發展注入了巨大潛力,成為了近十年來應用光學領域的研究熱點,如汽車抬頭顯示器(Head-Up Display,HUD)領域。

    HUD在汽車上使用越來越普遍,它能將車速、導航地圖等信息投影到汽車前擋風玻璃的駕駛員平視范圍內,駕駛員無需低頭就可以看到這些信息,減少了因低頭查看信息而導致交通事故的可能,縮短了駕駛盲區時間,可以有效提升行車的安全性。自由曲面成像光學將在車載部件領域得到廣泛使用,同時相關研究成果將深刻推動應用光學領域的發展,在應用方面不斷激發新的可能性。

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