:
[0039](1)，投影屏的圓心與投影屏的旋轉(zhuǎn)軸之間距離LI為400mm以下，例如可以為300mm、200mm、10mm等；球面反射鏡的上端面與球面反射鏡的球心之間豎直方向的高度差H3 為 500mm 以下，例如可以為 400mm、300mm、200mm、10Omm 等。
[0040](2)，由于垂直視角增大，因此投影屏和球面反射鏡的尺寸也需要相應(yīng)增大，以使所成虛像能夠完整的呈現(xiàn)。球面反射鏡的垂直高度Hl為2000?3000mm，例如可以為2200mm、2400mm、2600mm、2800mm等；投影屏的垂直高度H2為1400?2000mm，例如可以為1500mm、1600mm、1800mm等；球面反射鏡半徑Rl為2500?3500mm，例如可以為2800mm、3000mm、3200mm、3500_等；投影屏的半徑R2為1400?2000_，例如可以為1500_、1600mm、1800mm 等。
[0041](3)，球面反射鏡的球心與投影屏的圓心之間豎直方向的距離H4為200mm以下，例如可以為100mm、50mm等。通過調(diào)整球面反射鏡的球心與投影屏的圓心之間豎直方向的距離H4可以改變在球面反射鏡上的成像質(zhì)量，當(dāng)H4到某一值時，在眼點處看到的像最清晰，此即球面反射鏡的球心與投影屏的圓心之間的最優(yōu)距離。
[0042](4)，投影屏的旋轉(zhuǎn)軸與眼點之間的距離L2為300?600臟，例如可以為400mm、500mm等；投影屏的圓心與眼點之間豎直方向的距離H5為1200?1600mm，例如可以為1 300mm.1400mm、1 500mm 等。
[0043]在上述的旁軸虛像顯示系統(tǒng)中，由于投影屏可以為硬質(zhì)投影屏，也可以為軟質(zhì)投影屏，本發(fā)明實施例不對投影屏的材質(zhì)作特殊限定，只要投影屏的形狀和尺寸滿足要求即可。當(dāng)投影屏為硬質(zhì)投影屏?xí)r，投影屏的材質(zhì)為表面涂敷有投影漆或者鋪設(shè)有軟幕布的有機(jī)玻璃，首先通過熱彎工藝將有機(jī)玻璃板加工成輪胎形球帶，再在成型后的有機(jī)玻璃板外凸的表面上涂覆投影漆或者鋪設(shè)軟幕布。投影漆和軟幕布的具體種類沒有特殊限定，本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)手段均可。投影漆的涂覆方式以及軟幕布的鋪設(shè)方式也沒有特殊限定，本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)手段均可。由于投影屏的尺寸增大，為了實現(xiàn)投影屏的輕量化，投影屏的四周可以采用重量輕、強(qiáng)度高的纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料固定。纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料可以為環(huán)氧樹脂基碳纖維復(fù)合材料、環(huán)氧樹脂基玻璃纖維復(fù)合材料等。當(dāng)投影屏為軟質(zhì)投影屏?xí)r，投影屏的材質(zhì)為軟幕布，投影屏的四周采用纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料固定。
[0044]在上述的旁軸虛像顯示系統(tǒng)中，球面反射鏡所用的反射介質(zhì)可以采用現(xiàn)有的聚酯薄膜或者鍍有金屬膜的硅玻璃板。聚酯薄膜球面反射鏡的加工工藝為:將聚酯薄膜張貼在的鏡座邊框上，再通過真空吸附的方法使其張緊到光學(xué)系統(tǒng)所需要的形狀；通過預(yù)埋螺栓和邊條，保證聚酯薄膜成型后各形狀參數(shù)指標(biāo)均在容差范圍以內(nèi)，沒有肉眼可見的疵點、缺陷和階躍點。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)通過傳感器隨時監(jiān)控鏡座空腔內(nèi)空氣負(fù)壓，驅(qū)動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，而且難以實現(xiàn)無縫拼接，接縫處會影響成像質(zhì)量。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。雖然硅玻璃板可以通過拼接的方法來擴(kuò)展尺寸，但是硅玻璃板的重量較重，會增加旁軸虛像顯示系統(tǒng)整體的重量。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的要求，而且強(qiáng)度高、重量輕。由于有機(jī)玻璃板的拼接工藝簡單、能夠?qū)崿F(xiàn)無縫拼接而且重量輕，因此更適用于本發(fā)明實施例提供的超大垂直視場角旁軸虛像顯示系統(tǒng)。
[0045]綜上，本發(fā)明實施例提供的旁軸虛像顯示系統(tǒng)的垂直視場范圍能夠達(dá)到60°，而且還可以通過調(diào)整系統(tǒng)中各部分的相對位置得到20° +40°、30° +30°、15° +45°等不同上、下視場組合的60°垂直視角的旁軸虛像顯示系統(tǒng)，以滿足不同飛行模擬訓(xùn)練的需求。
[0046]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】
1.一種超大垂直視場角旁軸虛像顯示系統(tǒng)，所述旁軸虛像顯示系統(tǒng)包括:投影器、投影屏以及球面反射鏡，所述投影屏為背投式投影屏，所述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；其特征在于， 所述投影屏的形狀為輪胎面，所述投影屏的旋轉(zhuǎn)軸與所述球面反射鏡的旋轉(zhuǎn)軸為同一條直線；所述投影屏的半徑小于所述投影屏到旋轉(zhuǎn)軸之間的距離，所述球面反射鏡球心高于所述球面反射鏡的上端面，所述投影屏的圓心高于所述球面反射鏡的球心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旁軸虛像顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述投影屏的圓心與所述投影屏的旋轉(zhuǎn)軸之間距離為400mm以下，所述球面反射鏡的上端面與所述球面反射鏡的球心之間豎直方向的高度差為500mm以下。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旁軸虛像顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述球面反射鏡的垂直高度為2000?3000mm ;所述投影屏的垂直高度為1400?2000mm ;所述球面反射鏡半徑為2500?3500mm ;所述投影屏的半徑為1400?2000mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旁軸虛像顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述球面反射鏡的球心與所述投影屏的圓心之間豎直方向的距離為200mm以下。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旁軸虛像顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述投影屏的旋轉(zhuǎn)軸與眼點之間的距離為300?600mm ;所述投影屏的圓心與眼點之間豎直方向的距離為1200?1600mmo6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旁軸虛像顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述投影屏為硬質(zhì)投影屏，所述投影屏的材質(zhì)為表面涂敷有投影漆或者鋪設(shè)有軟幕布的有機(jī)玻璃，所述投影屏的四周采用纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料固定。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旁軸虛像顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述投影屏為軟質(zhì)投影屏，所述投影屏的材質(zhì)為軟幕布，所述投影屏的四周采用纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料固定。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旁軸虛像顯示系統(tǒng)，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。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超大垂直視場角旁軸虛像顯示系統(tǒng)，屬于飛行仿真模擬器虛像顯示技術(shù)領(lǐng)域。該顯示系統(tǒng)包括：投影器、投影屏以及球面反射鏡，所述投影屏為背投式投影屏，所述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；其中所述投影屏的形狀為輪胎面，所述投影屏的旋轉(zhuǎn)軸與所述球面反射鏡的旋轉(zhuǎn)軸為同一條直線；所述投影屏的半徑小于所述投影屏到旋轉(zhuǎn)軸之間的距離，所述球面反射鏡球心高于所述球面反射鏡的上端面，所述投影屏的圓心高于所述球面反射鏡的球心。該旁軸虛像顯示系統(tǒng)的垂直視角能夠達(dá)到60°，在保證旁軸虛像顯示系統(tǒng)景深好、立體感強(qiáng)等特點的前提下，滿足不同的飛行仿真模擬訓(xùn)練的要求。
【IPC分類】G09B9/32, G03B21/60, G03B21/28
【公開號】CN105045028
【申請?zhí)枴緾N201510493279
【發(fā)明人】王毅, 李揚(yáng), 吳沖
【申請人】中國人民解放軍95995部隊
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月12日