型后各形狀參數(shù)指標(biāo)均在容差范圍以?xún)?nèi)，沒(méi)有肉眼可見(jiàn)的疵點(diǎn)、缺陷和階躍點(diǎn)。鏡座上留有抽氣接口和傳感器安裝接口，安裝在鏡座外的控制系統(tǒng)通過(guò)傳感器隨時(shí)監(jiān)控鏡座空腔內(nèi)空氣負(fù)壓，驅(qū)動(dòng)真空栗工作維持空氣負(fù)壓力，保證反射膜的工作面形。上述的鏡座可以采用重量輕、強(qiáng)度高的材料加工，以滿足飛行仿真模擬器工作需求。例如可以采用纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料并填充蜂窩的形式，按照由外到內(nèi)2層碳纖維布、I層短切氈(即玻璃纖維原絲短切氈)、厚度為15mm的鋁制或者塑料蜂窩以及2層玻璃纖維布的順序通過(guò)模具袋壓法成型，但是由于聚酯薄膜受成膜工藝的影響，聚酯薄膜的尺寸僅限于特定的尺寸，不能滿足較大顯示視場(chǎng)的要求。鍍有金屬膜的硅玻璃球面反射鏡的加工工藝為:首先將一定厚度(如1mm)的硅玻璃板材高溫軟化，利用模具熱彎成型，然后用纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料將成型的硅玻璃板材與鑄鋁基座進(jìn)行粘接，用磨鏡機(jī)對(duì)硅玻璃板的內(nèi)凹表面進(jìn)行研磨使其表面粗糙度達(dá)到要求，再在處理后的硅玻璃板內(nèi)表面鍍金屬膜。由于硅玻璃板可以通過(guò)拼接的方法來(lái)擴(kuò)展尺寸，因此采用硅玻璃板作為球面反射鏡的反射介質(zhì)能夠滿足較大顯示視場(chǎng)的要求，但是硅玻璃板的重量較重。由于上述的反射介質(zhì)都存在一些不足，因此可以采用鍍有金屬膜的有機(jī)玻璃板作為球面反射鏡的反射介質(zhì)。有機(jī)玻璃球面反射鏡的加工工藝為:首先將一側(cè)表面鍍有金屬膜的有機(jī)玻璃板放置在模具表面，將有機(jī)玻璃板與模具加熱至90?120°C后，向有機(jī)玻璃板施加壓力使有機(jī)玻璃板貼合在模具表面；再經(jīng)冷卻、脫除模具后得到有機(jī)玻璃球面鏡片；再通過(guò)真空吸附的方法使所得有機(jī)玻璃球面鏡片貼合在鏡座表面。采用表面鍍有金屬膜的有機(jī)玻璃板作為球面反射鏡的反射介質(zhì)不僅能夠滿足較大顯示視場(chǎng)的要求，而且強(qiáng)度高、重量輕。
[0032]在上述的顯示方法中，由于投影距離較短，因此可以采用短焦或者超短焦投影器，減少虛像顯示系統(tǒng)占用的空間。
[0033]在上述的顯示方法中，正投影的方式在屏幕上成像融合帶區(qū)域面積較大，單通道圖形四周畸變較大，需要進(jìn)行圖像的融合、校正。融合、校正的方法本發(fā)明實(shí)施例不作特殊限定，可以根據(jù)所用投影器的型號(hào)來(lái)確定融合校正的方法。例如可以采用以下的方法:首先利用激光經(jīng)瑋儀現(xiàn)場(chǎng)采集每個(gè)通道數(shù)據(jù)點(diǎn)，每個(gè)通道采集16個(gè)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、程序計(jì)算可以生成幾何校正網(wǎng)格文件；將生成的幾何校正網(wǎng)格文件導(dǎo)入調(diào)試軟件；由于受到鏡面尺寸限制，現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)有一些會(huì)超出屏幕，在正投虛像系統(tǒng)的圖像邊緣，尤其是水平方向的圖像邊緣，由于畸變非常大，一般失去對(duì)其進(jìn)行幾何校正的意義，對(duì)于這類(lèi)打出屏幕的點(diǎn)采取“不動(dòng)”原則，即對(duì)于那些點(diǎn)不做幾何校正，對(duì)這些點(diǎn)進(jìn)行“失效”處理。
[0034]在上述的顯示方法中，對(duì)于投影器發(fā)出的光直接投射到正投影屏成像介質(zhì)上這種情況，投影器、球面反射鏡以及正投影屏之間具體的位置關(guān)系本發(fā)明實(shí)施例不作特殊要求?？梢越Y(jié)合人眼的位置(即圖2中眼點(diǎn)的位置)，調(diào)整投影器、球面反射鏡以及正投影屏之間的距離來(lái)調(diào)整顯示系統(tǒng)垂直視角和水平視角，使最終在球面反射鏡上所成的像符合模擬飛行訓(xùn)練的要求。調(diào)整方法可以參照現(xiàn)有背投式虛像顯示方法。
[0035]在上述的顯示方法中，對(duì)于投影器發(fā)出的光經(jīng)平面反射鏡反射后投射到正投影屏成像介質(zhì)上這種情況，平面鏡、投影器、球面反射鏡以及正投影屏之間具體的位置關(guān)系本發(fā)明實(shí)施例也不作特殊要求。同樣可以結(jié)合人眼的位置(即圖3中眼點(diǎn)的位置)，調(diào)整平面反射鏡、投影器、球面反射鏡以及正投影屏之間的距離使最終在球面反射鏡上所成的像符合模擬飛行訓(xùn)練的要求。其中，平面反射鏡與球面反射鏡之間的距離過(guò)大或者過(guò)小都會(huì)影響最終的成像質(zhì)量。如圖4中的光路圖所示，如果平面反射鏡與球面反射鏡之間距離過(guò)大，則投影器投射到平面反射鏡下端的光經(jīng)平面反射鏡反射后會(huì)被球面反射鏡阻擋而不能投射到正投影屏上，使最終所成的像不完整。如圖5中的光路圖所示，如果平面反射鏡與球面反射鏡之間距離過(guò)小，投影器發(fā)出的光經(jīng)平面反射鏡反射后投射到正投影屏所成的像將變小。進(jìn)而使最終在球面反射鏡上所成的像不能完全覆蓋球面反射鏡。
[0036]根據(jù)上述對(duì)正投式虛像顯示方法的闡述，本發(fā)明實(shí)施例提供兩種正投式虛像顯示系統(tǒng)。
[0037]對(duì)于投影器發(fā)出的光直接投射到正投影屏成像介質(zhì)上這種情況，正投式虛像顯示系統(tǒng)包括:投影器、正投影屏以及球面反射鏡；正投影屏的外凸的表面上設(shè)置有成像介質(zhì)；正投影屏外凸的表面與球面反射鏡內(nèi)凹的表面相對(duì)設(shè)置；投影器位于正投影屏外凸的一側(cè)；正投影屏與球面反射鏡之間的距離小于球面反射鏡的一倍焦距。
[0038]對(duì)于投影器發(fā)出的光直接投射到正投影屏成像介質(zhì)上這種情況，正投式虛像顯示系統(tǒng)包括:投影器、正投影屏、球面反射鏡以及平面反射鏡；正投影屏的外凸的表面上設(shè)置有成像介質(zhì)；正投影屏外凸的表面與球面反射鏡內(nèi)凹的表面相對(duì)設(shè)置；投影器位于正投影屏內(nèi)凹的一側(cè)；平面反射鏡位于球面反射鏡上方且位于球面反射鏡外凸的一側(cè)；正投影屏與球面反射鏡之間的距離小于球面反射鏡的一倍焦距。
[0039]綜上，本發(fā)明實(shí)施例提供的正投式虛像顯示方法及系統(tǒng)能夠滿足目前各種大小顯示視場(chǎng)的需要，例如水平視角220°、垂直視角40°的虛像顯示系統(tǒng)，亮度高，分辨率較高，而且成本較低。
[0040]以上所述僅是為了便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不用以限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種正投式虛像顯示方法，其特征在于，所述顯示方法為:投影器發(fā)出的光投射到正投影屏的成像介質(zhì)上，經(jīng)所述成像介質(zhì)反射后投射到球面反射鏡的內(nèi)凹表面，再經(jīng)所述球面反射鏡反射后進(jìn)入人眼；所述正投影屏與所述球面反射鏡之間的距離小于所述球面反射鏡的一倍焦距。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示方法，其特征在于，所述投影器發(fā)出的光直接投射到正投影屏的成像介質(zhì)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示方法，其特征在于，所述投影器發(fā)出的光首先投射到平面反射鏡上，再經(jīng)所述平面反射鏡反射到正投影屏的成像介質(zhì)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示方法，其特征在于，所述正投影屏的形狀為球面或者輪胎面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示方法，其特征在于，所述正投影屏中用于承載所述成像介質(zhì)的基底材料為纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示方法，其特征在于，所述球面反射鏡的反射介質(zhì)為聚酯薄膜、鍍有金屬膜的硅玻璃板或者鍍有金屬膜的有機(jī)玻璃板。7.一種正投式虛像顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示系統(tǒng)包括:投影器、正投影屏以及球面反射鏡； 所述正投影屏的外凸的表面上設(shè)置有成像介質(zhì)；所述正投影屏外凸的表面與所述球面反射鏡內(nèi)凹的表面相對(duì)設(shè)置； 所述投影器位于所述正投影屏外凸的一側(cè)； 所述正投影屏與所述球面反射鏡之間的距離小于所述球面反射鏡的一倍焦距。8.一種正投式虛像顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示系統(tǒng)包括:投影器、正投影屏、球面反射鏡以及平面反射鏡； 所述正投影屏的外凸的表面上設(shè)置有成像介質(zhì)；所述正投影屏外凸的表面與所述球面反射鏡內(nèi)凹的表面相對(duì)設(shè)置； 所述投影器位于所述正投影屏內(nèi)凹的一側(cè)； 所述平面反射鏡位于所述球面反射鏡上方且位于所述球面反射鏡外凸的一側(cè)； 所述正投影屏與所述球面反射鏡之間的距離小于所述球面反射鏡的一倍焦距。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種正投式虛像顯示方法以及顯示系統(tǒng)，涉及飛行仿真模擬器虛像顯示技術(shù)領(lǐng)域。該顯示方法為：投影器發(fā)出的光直接投射到正投影屏的成像介質(zhì)上或者先投射到平面反射鏡上，再經(jīng)平面反射鏡反射到正投影屏的成像介質(zhì)上，經(jīng)所述成像介質(zhì)反射后投射到球面反射鏡的內(nèi)凹表面，再經(jīng)所述球面反射鏡反射后進(jìn)入人眼；所述正投影屏與所述球面反射鏡之間的距離小于所述球面反射鏡的一倍焦距。該顯示方法光損小，亮度高，畫(huà)面分辨率高。而且該顯示方法中采用的正投影屏制造工藝簡(jiǎn)單、成本較低，所得顯示系統(tǒng)占用空間較小。
【IPC分類(lèi)】G03B21/60, G03B21/28, G09B9/32
【公開(kāi)號(hào)】CN105045027
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510493278
【發(fā)明人】李揚(yáng), 王毅, 韓彥東
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍95995部隊(duì)
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月12日