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公开(公告)号：CN103207454A
公开(公告)日：2013-07-17
申请号：CN201210344356.8
申请日：2012-09-17
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 利用光学自由曲面，设计了包含自由曲面棱镜和自由曲面透镜的光学系统，结合微型显示器，构成头盔显示器用光学系统。通过自由曲面透镜和微型显示器实现用于虚拟现实的光学头盔显示器，通过自由曲面棱镜和自由曲面透镜实现用于增强现实光学头盔显示器。在设计过程中，采用扩展边缘的新颖结构，使光学元件的实际尺寸大于设计尺寸；同时结合人眼的生理特征，对投影系统和透视系统分别采用了不同的视场角，并且使投影系统的视场角小于或等于透视系统的视场角，从而增加了头盔显示器的使用舒适度。最后，根据工程需求，将两光学元件的底部面设计在一个平面内，同时设计了卡槽，两者相互结合，保证镀膜和胶合工艺的高精度要求。
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公开(公告)号：CN102096194A
公开(公告)日：2011-06-15
申请号：CN201010621156.3
申请日：2010-12-24
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明提出一种投影式的光学透射式头盔显示器系统。由近距微投影系统、分光镜和散射屏组成。近距微投影系统的结构比较特殊。它由目镜和投影物镜共同构成。透镜组2即充当目镜的作用，也是近距微投影系统的一部分。这样保证投影系统投射到屏幕上的像是清晰的实像。而成在散射屏幕上的图像经过目镜起到放大的作用，经过半反半透镜反射进入人眼，同时将图像成在较远的地方。
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公开(公告)号：CN115268065B
公开(公告)日：2024-08-30
申请号：CN202210774828.7
申请日：2022-07-01
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明提出了一种基于粒子群的二维衍射波导显示系统及其均匀性优化方法，能够实现出瞳照度和角照度的均匀性。本发明基于粒子群算法的光栅设计优化方法，通过建立适应度函数，将不同视场的衍射效率值约束到理想效率值，利用粒子群算法调用严格耦合波理论(RCWA)优化光栅参数，通过不断的迭代最终收敛到最优的光栅结构参数。最终实现了在不同的入射角和方位角下，光栅的衍射效率能保持在稳定状态，进一步确保了波导的照度均匀性。
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公开(公告)号：CN118259473A
公开(公告)日：2024-06-28
申请号：CN202410447585.5
申请日：2024-04-15
Applicant: 北京理工大学
IPC: G02B27/01
Abstract: 本发明公开了一种基于全息光学元件的平视显示系统，本系统包含光学组合器与图像生成单元；光学组合器为具备复杂光栅周期分布的全息光学元件，其可有效校正平视显示系统中存在的离轴像差，可以保证平视显示系统具备良好的成像性能；由图像生成单元所发出的成像光线经光学组合器的衍射调制后进入人眼，而外界环境光线可透过光学组合器进入人眼，人眼可观察到叠加在真实场景之上的位于前方一定距离远的放大的虚拟图像；本发明所提供的平视显示系统具备简单、轻便的结构形态，较低的制备成本，以及良好的显示性能与光学透视效果，有利于推动平视显示系统在车载/机载、娱乐显示、展览、视觉校正等领域的应用与发展。
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公开(公告)号：CN118068476A
公开(公告)日：2024-05-24
申请号：CN202410343065.X
申请日：2024-03-25
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明提供一种新型出瞳入瞳方式的波导，包括一个耦入模组，一个耦出模组，一个转向模组，其中耦出模组为一带有特定折射率的胶层以及锯齿状分光面阵列组成，耦入模组为一带有较低折射率的胶层以及棱镜组成；转向模组为一系列具有一定分光比的镀膜表面；光线分别从波导元件对应的投影光机出发，在波导元件内部全反射传播，在转向区域和耦出区域分别反射，最终进入人眼；本发明创新的使用了微齿状的耦出分光面阵列以及高低折射率胶层的耦入耦出模组扩大了波导的视场角，能够实现超过70°的高透过率、轻薄化显示。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114488522B
公开(公告)日：2023-09-05
申请号：CN202210096176.6
申请日：2022-01-26
Applicant: 北京理工大学
IPC: G02B27/00
Abstract: 本发明公开了一种顺滑拼接自由曲面的光学描述方法。本发明所述的一种光学曲面由两个子曲面拼接而成，通过建立使其满足一阶连续特性的方程组并求解，获得保证两个子曲面在拼接位置处具有一阶连续特性的特殊约束条件，最终生成一种顺滑拼接的光学自由曲面。本发明中的曲面描述方法简单，易于实现。该曲面特别适用于具有复杂功能的成像光学系统，一方面可以为系统设计提供更多的优化变量，提升系统的成像质量；另一方面由于该曲面具有平滑连续的特点，可以降低加工和测试难度，节约成本。
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公开(公告)号：CN116540402A
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202310460213.1
申请日：2023-04-25
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明提供一种基于深度学习的自由曲面成像系统多结构快速生成方法，使用顺序和随机相结合的系统演化方法自动生成数据集；将采用反馈策略的监督学习和基于差分光线追迹的非监督学习相结合来训练网络，使其对大范围的系统和结构参数系统具有良好的预测能力，训练得到的DNN模型可以根据设计要求快速生成多个系统，并且可以根据预设的评估指标对输出的系统进行排序和筛选，最终选择出合适的系统作为后续优化的良好起点；本发明为自由曲面或一般的成像系统设计提供了一种新方法，显著减少了光学设计时所花费的时间和精力。
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公开(公告)号：CN114967122B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202210532572.9
申请日：2022-05-10
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种多面共体成像系统的设计方法，所述方法包括由若干待集成的镜面构成所述多面共体成像系统初始结构中的部分元件；获取所述多面共体成像系统对应的多面共体高斯基自由曲面的矢高残差与法向残差；确定高斯径向基函数的分布方式，进而确定基于高斯径向基函数的自由曲面对应的各项参数；基于所述基于高斯径向基函数的自由曲面对应的各项参数确定所述多面共体成像系统的结构；将所述多面共体高斯基自由曲面的各个参数作为优化变量，调整所述多面共体成像系统中各个镜面参数，使集成后的多面共体成像系统的系统参数及成像性能均达到预设目标。
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公开(公告)号：CN115185081A
公开(公告)日：2022-10-14
申请号：CN202210755506.8
申请日：2022-06-29
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明提出了一种基于短焦折反投影系统的近眼显示设备及其角膜接触镜，包括折叠式折反光学系统、实像投影系统以及透明显示屏幕；所述实像投影系统发出的光线在所述透明显示屏幕表面形成实像，并经过所述透明显示屏幕反射和散射后形成左旋偏振光，进入折叠式折反光学系统，并在折叠式折反光学系统中的光学折反腔内实现光路折叠及偏振态的转化，从而透过折叠式折反光学系统，进入人眼；环境光经过所述透明显示屏幕和所述折叠式折反光学系统，进入人眼。上述近眼显示设备，在不增加屏幕大小的前提下，通过加入共轴的短焦折反投影系统，结合实像投影系统和透明显示屏幕，实现了更大的放大率和视场角，提高了成像的清晰度和沉浸感。
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公开(公告)号：CN113238375B
公开(公告)日：2022-04-08
申请号：CN202110423211.6
申请日：2021-04-20
Applicant: 北京理工大学
IPC: G02B27/00
Abstract: 本发明提供一种基于深度学习的自由曲面成像系统初始结构生成方法，通过系统演化的方法来获得样本数量足够多的基础训练集，经过深度神经网络模型的训练，可以生成相应系统参数范围的性能良好的神经网络模型；对于后续的自由曲面成像系统初始结构设计，只要将需要设计的系统参数输入到训练好的神经网络模型中，就可获得其初始结构，大大减少了时间和人力成本，以及对高级设计经验的依赖，即使是光学设计初学者也可以利用本发明来生成自由曲面成像系统初始结构，尤其适用于设计大参数范围的自由曲面折射，反射和折反混合系统。
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