本文中,介绍的就是如何利用 SYNOPSYS
软件建模设计一个三片式 pancake 折叠式
光学系统。
ifQ*,+@fxR ORw,)l 以下是初始结构
参数,如下表所示:
,AFu C< s?}e^/"v
dt]-,Y
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Qx#"q '2 g3/W=~r 光学系统的结构图,如下图所示:
&)ChQZA L|xbR#v
sf87$S0 :U%W% 这个三片式的 Pancake 系统沿光轴由人眼侧至显示屏侧依序包括:
光源、第一片
透镜、PBS、四分之一波片 QWP、第二片透镜、第三片透镜。
wKxtre(v <{cQM$# 其中 PBS 可以反射某种偏振方向的光,并且透射与该反射偏振光垂直正交的偏振光;四分之一波片 QWP 可以改变偏振光的状态,可以将线偏振光与圆偏振光相互转化;第三片透镜右侧S6镀有半透半反膜层。第二片透镜右侧S2镀有S反P透膜层。
Om\vMd@! K=k"a 实际应用中,从显示屏发出的圆偏振光(假设为左旋)通过半透半反镜(第三片透镜)进入光学系统。当穿过第二片透镜和 Half Mirror 时,透射50%的光并保持左旋圆偏振光(LCP)。然后,通过 QWP 将其转化为S偏振光。PBS 反射S偏振光,重新通过 QWP ,转化成为左旋圆偏振光(LCP),穿过第二片透镜,到达半透半反镜(第三片透镜)右侧S6时反射当前50%的光,变成右旋圆偏振光(RCP),重新穿过第二片透镜和第三片透镜,经过 QWP 变为P偏振光,在 PBS 发生透射,最终达到出瞳。因为 Half Mirror 的存在,理论上系统的效率为25%。
Ya"a`ozq zu{P#~21 设计流程:
J=I:CD% sIGMA$EK 先按照设计参数建模。
,m:.-iy? SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型:
AjMh,@ 1.先定义好系统物方参数等信息
IfAZn_ +gtbcF@rx 设定系统单位为mm,镜头表面数设定为16,其他选项保持为默认情况
Id .nu/ WiR(;m<g
aP+X}r l'. VKh\C 波长在默认的可见光波段中添加0.5461波段,权重设定为1,并设定为短波长
b9HtR -iR;
WlC:l u0c1:Uv#~e 物方参数部分设定,
DU/] 选择有限远物模式,距离为-1000,视场角设定为47.5°;
X51: 光阑固定为1表面;
k"zv~`i' 选择用户定义的孔径,孔径类型为圆形,尺寸为5;
q ^N7I@Y >W+%8e 光瞳 YMP1 输入为5
qiD@'Va\ P* BmHz4KL
ag[wdoj |{NYkw 2.根据
光线到达的序列,选择面型并按照序列设置面型参数;
8^+%I/S$ 请评论留言获取
镜头文件代码
Hd ={CFip s$`0yGmQ 3.定义孔径及空间位置;
u^I|T.w<r6 T_5H&;a
'4Bm;&6M eJX9_6m-
>jLY" $Sip$\+* 查看实体模型图:
<=/hil DA,?}
4p;`C -zeG1gr3 进行像质分析:
yq\K)g*= 3~{:`[0Q 网格畸变
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wM
E4/Dr}4 Ioa$51& RMS 光斑半径
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ul >3B4 K
Z91- 基本 PSF
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YPk fx E]-/Zbvdv 镜头基本参数
hnhd{$2Z WW~sNC\3`(
SoK
iE ]GkfEh7/J 至此,一个初步的 VR pancake 的基本模型就已经搭建完毕,各位读者可以尝试对此案例进行搭建,也可以在本文的基础上对此文件做进一步像差
优化、结构调整或杂散光分析等操作,感谢阅读。
m&&m,6``P [ 此帖被小火龙果在2024-04-01 09:52重新编辑 ]