文献综述
摘要:本文介绍了有关头盔显示器(HMD)在当代军事行动中的重要作用以及目前研究现状和发展趋势,总结了国外几家大公司的HMD产品特点。重点讨论和研究了头盔显示器中全息目镜的拍摄和再现的光路原理以及该元件的分类和优缺点,给出了全息目镜的制作和处理方法,并包含多种结构的全息波导目镜。
关键词:全息光栅;HMS/HMD;头盔显示器;全息波导目镜;
1全息波导目镜的发展背景和现状
全息波导头盔显示技术( Head Mounted Display,HMD) 是军用显示技术的最新成果,是集多项先进光学技术于一身的光学显示技术。它利用高亮度微型显示器为图像源,以透明的全息护目镜为显示屏,通过小型化光学系统将图像通过波导结构投射到人眼成像。头盔显示器的符号化图像可以叠加在人眼看到的外界图像上,增加人眼的感知能力及敌我分辨能力,从而实现超视距或夜间协同作战[1]。
由于全息波导头盔显示技术独特优点,该技术正在迅速发展并受到越来越广泛的应用。在军事上,车辆、飞机驾驶员以及单兵作战时的命令传达、地形查看、战场观察、夜视系统显示以及车辆和飞机的瞄准系统等需要进行信息显示的,都可以采用头盔显示系统,军用飞行员头盔和单兵头盔如图1和2所示。经过海湾战争、伊拉克战争等多次现代局部战争,实战表明头盔显示器可以有效提升战机和单兵作战单元的综合作战能力。如Rockwell Collins公司的SIM EYETM系列产品、n-Vision公司的Quarterwave、Fake Space Lab公司的BOOM 2C和BOOM 3C、VPL 公司的EYEGEN3等。在工业生产、显微技术、娱乐、医疗等民用领域也有广泛的应用。Sony,Nokia,微软以及谷歌等都有了相应的产品[2]。谷歌[3]和微软生产的民用产品如图3和4所示。
图1 飞行员头盔 图2 单兵头盔
