Les surfaces optiques de forme libre peuvent obtenir des fonctionnalités dans les systèmes optiques difficiles à réaliser avec les seules surfaces sphériques ou asphériques traditionnelles. Ils nécessitent moins de composants, ce qui rend l'ensemble du système optique plus petit, plus léger et plus efficace. Cela répond aux exigences modernes pour les systèmes optiques de haute performance, légers et miniaturisés. Par conséquent, les éléments optiques de forme libre ont des applications répandues dans divers domaines, principalement classés en trois domaines: l'imagerie, l'éclairage et l'affichage.
Dans le domaine de l'imagerie, les surfaces de forme libre sont largement utilisées dans l'observation astronomique et les systèmes optiques spatiaux. Récemment, certains objectifs de smartphone ont également incorporé des surfaces de forme libre pour obtenir une correction automatique de distorsion.
Dans le domaine de l'éclairage, les surfaces de forme libre jouent un rôle crucial dans la conception structurelle des lampadaires et des phares automobiles. Ils augmentent la plage d'éclairage efficace et améliorent l'efficacité d'utilisation de l'énergie.
Dans le domaine de l'affichage, les surfaces de forme libre sont indispensables dans des systèmes tels que les écrans montés sur la tête et les micro-projecteurs. Ils contribuent de manière significative à la performance et à la compacité de ces appareils.
En tirant parti des avantages uniques deOptique de forme libreLes surfaces, les systèmes optiques peuvent atteindre des performances et une efficacité supérieures, entraînant l'innovation dans plusieurs industries.
Les surfaces en forme libre peuvent être appliquées à la fois dans les lentilles transmissibles et les miroirs réfléchissants. Par exemple, dans les affichages tête haute (HUD), les surfaces de forme libre sont couramment utilisées dans les optiques réfléchissantes. Les exigences de conception optique pour les HUD sont assez complexes:
1. Grossissement de l'image et champ de vision (FOV): le système optique doit agrandir l'image optique et la projeter à la distance d'imagerie requise (VID) tout en répondant aux exigences FOV.
2. Clarté de l'image: Le système doit garantir une clarté et une résolution d'image élevées.
3. Correspondance du pare-brise: la conception doit correspondre à la forme du pare-brise de la voiture, en contrôlant les paramètres tels que la distorsion statique, la distorsion dynamique et la disparité binoculaire à de faibles niveaux.
De plus, en tirant parti de la flexibilité de conception des surfaces de forme libre, il est possible d'éliminer les images fantômes HUD.
Compte tenu de ces exigences de conception complexes, les surfaces asphériques sphériques ou symétriques traditionnelles ne sont plus suffisantes. La nécessité d'une plus grande liberté de conception nécessite l'utilisation deConception d'optique de forme libre, Qui exige également des capacités de conception optique avancées.
Les surfaces en forme libre offrent la flexibilité et la précision nécessaires pour répondre aux exigences strictes des systèmes optiques modernes, tels que les HUD. Ils permettent la conception de composants optiques plus efficaces, compacts et hautes performances, favorisant l'innovation et améliorant l'expérience utilisateur dans diverses applications.