| 题名 | 近眼虚拟显示装置人机工程设计研究 |
| 作者 | 王成彬 |
| 答辩日期 | 2008-12-19 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院长春光学精密机械与物理所 |
| 授予地点 | 长春光学精密机械与物理所 |
| 导师 | 杨洪波 |
| 关键词 | 近眼虚拟显示 人机工程 镜面面形 有限元法 模糊综合评判 |
| 其他题名 | Research on the Ergonomics Design of Near-to-Eye Virtual Display Device |
| 学位专业 | 机械制造及其自动化 |
| 英文摘要 | 论文概述了国内外人机工程的发展概况，介绍了近眼虚拟显示装置国内外发展现状。从人机工程的角度出发，一方面，近眼虚拟显示装置较轻的重量、较小的体积能够提高其舒适性；另一方面，具有优良光学性能和可靠性的光学系统能够保证佩戴者在长时间使用过程中不会产生严重的视力疲劳。基于以上两个方面对近眼虚拟显示装置进行了人机工程设计。 通过对比不同光学材料的特点，选择塑料为光学元件材料，降低了光学系统的质量。介绍了人眼视觉机理，从人的因素出发对近眼虚拟显示装置光学参量提出了要求，从而保证了光学系统满足人机工程要求，最终选择了自由曲面棱镜光学系统和仅由三个光学元件组成的混合式光学系统，保证了装置结构的紧凑性。 塑料光学元件热膨胀系数大。为了验证光学系统的可靠性，先通过有限元的方法，在加一定热载荷下进行分析计算，得出光学表面的结构变形，再对变形结果数据进行处理。通过标准球面拟合的方法，求出加热载荷后主要镜面的PV值和RMS值，验证面型精度是否超差，其中自由曲面棱镜主要反射面的PV值为115nm和56nm，RMS值为19.6nm和11nm，混合式光学系统主要光学元件的PV值为105nm，RMS为15.2nm。以Zernike多项式和干涉图插值法作为光、机分析软件数据转换工具，用Zemax或CODE.V软件拟合加热载荷后的镜面，通过光学调制传递函数验证其光学性能是否满足成像要求。 本论文用有限元的方法，通过适当的约束尽量模拟佩戴者在使用过程中的状况，在只考虑重力的情况下，得到了近眼虚拟显示装置和佩戴者的接触处的相互作用力，其中最大力为2.13牛，为其人机工程评价提供了一定的参考。 论文将模糊综合评判引入到近眼虚拟显示装置产品人机工程评判过程中，将模糊信息数值化后对产品进行人机工程定量评价，充分模拟了人们对模糊信息做出判断和处理的方法，从而使对近眼虚拟显示装置的人机工程学评价更加科学合理。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-21 |
| 页码 | 70 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.165.120//handle/181722/1121]  |
| 专题 | 长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王成彬. 近眼虚拟显示装置人机工程设计研究[D]. 长春光学精密机械与物理所. 中国科学院长春光学精密机械与物理所. 2008. |
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