切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 14228阅读
    • 18回复

    [原创]ZEMAX 近眼显示应用(AR/VR/MR)—全息波导头盔显示解决方案 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线optics1210
     
    发帖
    476
    光币
    324
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2018-01-11
    ZEMAXR近眼显示应用(AR/VR/MR)—全息波导头盔显示解决方案 eT".psRiC  
    9i5?J]o^  
       近来,波导与衍射光栅在近眼显示方面得到了极大的应用,利用全息波导完成图像传输和显示,极大的压缩了光学结构的复杂性,使得器件向质轻,小型化方向发展,使得穿戴设备更方便、轻巧,是未来智能光学发展的一大应用趋势。此类光学研究的核心技术聚焦在波导及全息光栅的研究上,如果要产品化,也必须要考虑加工及公差的影响。 d.vNiq,`  
    v@Uk% O/  
    因此选择合适的光学设计软件,进行仿真,优化及公差分析,将为您的工作助力,事半功倍。本文通过定制化的模块,利用ZEMAXR对此类光学系统进行了细致的研究。ZEMAXR作为光学行业的标杆性软件,得到了业内广泛的认可,不仅在传统光学,几何光学领域应用广泛,通过此文我们可以看到,对前沿类光学研究诸如衍射光学等也是一款利器。我们利用ZEMAXR结合定制化的模块,为您提供系统级的解决方案,涵盖显示系统,成像镜头,波导,衍射光栅,人眼模型,支持衍射效率计算,优化,公差分析及杂散光分析。 !Ap5Uwd  
       >)ekb7  
    一:波导模型,核心要点 OS,!`8cw  
    1.      此波导可分别定义覆盖层,衬底层及导波层折射率 QXZXj#`  
    2.      此波导可以定义入射窗,出射窗的位置及大小 ^Lgvey%  
    3.      此波导支持扩展光瞳(分束镜片,Lumus公司产品LOER方案) $yASWz  
    4.      此波导可以方便的定义分束镜片的数量 c#N4XsG,  
    5.      此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度 ZW [&7[4  
    6.      此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率,来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性 =-si| 1Z  
    7.      此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件,并过滤掉不满足全反射条件的光束 MQ!4"E5"j  
    8.      此波导可以搭配全息光栅、体光栅(光栅支持衍射效率计算,支持优化及公差分析) 9!_,A d;3  
    _X4Y1zh  
    实例1:Lumus的LOER波导分束镜方案 2o?j{K  
                4,sE{%vb  
    (Lumus的LOER波导分束镜方案) 1VgGF^cYR  
    MIZdk'.U  
    E#KZZ lbx  
    ;gZ ^c]\  
    左图:4个分束镜片具有相同的反射/透射比,但会导致出射的4束光能量上分布不均匀 f7_( C0d  
    右图:合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比,来使得输出的4束光能量分布均匀(扩展光瞳上的能量分布均匀) h vYRAQR:  
       ?kO.>o  
    @ 8H$   
    实例2:波导与衍射光栅搭配耦合 -MTk9<qnT  
    -iR2UE@M  
                                     MI `qzC*%  
    (两块透射位相型光栅)                         (两块反射型全息布拉格体光栅) h< r(:.%!}  
    M1/d7d  
    二:位相型全息光栅,支持衍射效率及公差分析,支持如下全息光栅 |jiIx5qr  
    a.      理想闪耀型 Lm4`O %  
    b.      正弦位相型 fmuh 9Z  
    c.       方波位相型 unFRfec{  
    d.      表面全息型 ^N/d`IAjv  
    e.      二元位相型 ,&UKsrs_  
    \\dUp>1=  
             a.衍射效率随波长的变化曲线(正弦型) \t!~s^Oox  
    9)oi_U.  
    zQyI4RHG[  
    oy8jc];SO  
                    b.衍射效率随入射角的变化曲线(正弦型) v?VDASR2`  
    ^K<3_D>1>  
    三:体全息(布拉格)光栅,支持透射型及反射型,支持衍射效率计算及公差分析,支持多种物光,参考光输入模式(用于构建干涉条纹,形成光栅周期分布) \|0z:R;X  
    'OA*aQ=K  
    Yg8* )u0  
    mWv$eR  
    a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系 \n[kzi7  
    o.ZR5`.  
    <Z%=lwtX  
              b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系 qzZ/%{Ak  
    3>h2 W  
    (mIjG)4t  
    c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系 DquL r+s~  
    ~, }|~  
    `q36`Wn  
    实例3:波导搭配两个反射型体全息光栅(非序列模式) Z5v dH5?!r  
    }nlS&gew^  
    显示屏经过投影成像镜头,通过体光栅将光束耦合到波导,然后通过另外一块体光栅将光束耦合导出至人眼,此处人眼用一块理想透镜模拟。更精确的人眼模型,请参考: }MQ:n8  
    http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax t+U.4mS-  
    http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye =@!t/LR7kg  
    _Tj&gyS  
    OIPY,cj~  
    VL*KBJ  
    ,-Hj  
                    非序列模式:光斑点查看 mXz*Gi  
    S9Sgd&a9  
    ~q3O,bb{   
            非序列模式:几何MTF(新的OpticStudio版本支持) Rn?JMM]  
    <MbhBIejr  
    ;U=b 6xE  
    实例4:序列模式下查看衍射PSF,MTF等,简单的系统搭建如下 AXlVH%'  
    hWy@?r.  
    % 6 *c40  
    点列图 UH MJ(.Wa-  
    jfMkN  
    衍射PSF ?h[HC"V/2  
    p3A9 <g  
    J1G}l5N  
    几何MTF UQu6JkbLL  
    ;].X;Ky <  
    blQ&QQL  
    衍射MTF G=zNZ  
    LTe ({6l0  
    }&vD(hX  
    由于人眼是大像差系统,衍射效应一般不明显,从速度上考虑可以优先使用几何的光斑尺寸及几何MTF进行优化及公差分析(此时也考虑光栅的衍射效率)。 T_D3WHp  
    r]!#v{#.  
    详情请咨询: sales@ueotek.com   027-87878386
     
    分享到
    离线zkfhwlm
    发帖
    241
    光币
    41
    光券
    0
    只看该作者 1楼 发表于: 2018-04-11
    哇好牛
    发帖
    68
    光币
    6
    光券
    0
    只看该作者 2楼 发表于: 2018-05-22
    不错,以后可能用得上
    离线gqy_cdsqbyl
    发帖
    31
    光币
    6
    光券
    0
    只看该作者 3楼 发表于: 2018-06-13
    谢谢!!!
    离线zl朱丽00
    发帖
    6
    光币
    7
    光券
    0
    只看该作者 4楼 发表于: 2018-11-18
    大神  zemax可以仿真一维出瞳的MTF吗 jQ V[zcM  
    离线智障球
    发帖
    42
    光币
    13
    光券
    0
    只看该作者 5楼 发表于: 2018-11-18
    最近在学习的东西
    离线k0184990
    发帖
    1229
    光币
    45
    光券
    0
    只看该作者 6楼 发表于: 2018-11-19
    可分享zemax檔案嗎
    离线hitstory
    发帖
    31
    光币
    8
    光券
    0
    只看该作者 7楼 发表于: 2018-12-05
    这个不错的。
    离线huhuyan
    发帖
    39
    光币
    25
    光券
    0
    只看该作者 8楼 发表于: 2019-02-20
    非常不错
    离线chenzhuangz
    发帖
    184
    光币
    377
    光券
    0
    只看该作者 9楼 发表于: 2019-08-21
    涨知识了,很实用 BeFyx"NBg