摘要：基于面形斜率的高斯徑向基自由曲面模型在面形表征和系統(tǒng)設計中具有優(yōu)勢，但基函數(shù)數(shù)目較多，導致優(yōu)化效率低、公差分析困難等問題。本文對基于面形斜率的高斯徑向基模型優(yōu)化設計和公差分析方法開展研究，利用模型的面形表征局域特性，將全局優(yōu)化和局部優(yōu)化相結合，提出了一種新的優(yōu)化設計方法。利用數(shù)學統(tǒng)計的方法，確定了基函數(shù)系數(shù)和自由曲面面形矢高之間的線性關系，直接設定系數(shù)公差范圍初值，通過大樣本統(tǒng)計后確定自由曲面的合理面形公差。將該優(yōu)化設計和公差分析方法應用到基于面形斜率的高斯徑向基自由曲面型頭戴顯示系統(tǒng)，設計結果表明：頭戴顯示系統(tǒng)全視場內在23 lp/mm處大于0.3，系統(tǒng)最大畸變?yōu)?.45%，達到了系統(tǒng)設計指標，并基于公差分析結果進行實驗系統(tǒng)集成，成功實現(xiàn)了圖像顯示。本文所提出的優(yōu)化設計方法和公差分析方法為基于面形斜率的高斯徑向基自由曲面模型和其他局域型自由曲面模型的應用提供了重要的借鑒意義。 oW~ W(h !
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關鍵詞 ： 光學自由曲面, 高斯徑向基, 面形斜率, 設計, 公差
