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    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程六十五:VR 眼镜 pancake 光学设计 [复制链接]

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    离线小火龙果
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-03-25
    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。 5ON\Ve_H  
    Q( g&/O  
    以下是初始结构参数,如下表所示: @24)*d^1  
    _zF*S]9 X  
    4ht+u  
    3qNLosm#M  
    1Bhd-  
    hCFgZiH2  
    光学系统的结构图,如下图所示: I {&8iUN  
    }=T=Z#OgH  
    Yp(F}<f?  
    .QVZ!  
    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。  SE;Yb'  
    N`1W"Rx!  
    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。 eGr;PaG  
    d]!`II  
    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%。 z [9f  
    f&ri=VJY\T  
    设计流程: 75?z" i  
    iB0#Z_  
    先按照设计参数建模。 i?0+f }5<p  
    SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型: ;.EW7`)Z  
    1.先定义好系统物方参数等信息 2n|]&D3V"'  
    |jT^[q(z  
    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 \[yg f6#[  
    XjINRC8^4  
    (#?k|e"Y"`  
    &U7INUL  
    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 ^Pp2T   
    Z?"f#  
    (eEs0  
    物方参数部分设定, W3aFao>!OZ  
    选择有限远物模式,距离为-1000,视场角设定为47.5°; /.m &rS  
    光阑固定为1表面; U?.cbB,  
    选择用户定义的孔径,孔径类型为圆形,尺寸为5; yuA+YZ  
    TVs#,  
    光瞳 YMP1 输入为5 7>,(QHl  
    uzgQ_  
    s. ]<r5v7  
    8DLj?M>N  
    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; kACgP!~/1  
    请评论留言获取镜头文件代码 S;L=W9=wby  
    *JT,]7>  
    3.定义孔径及空间位置; r=74 'g  
    Md[M}d8  
    vj,OX~|  
    {@YY8SKb9  
    OPe3p {]  
    mtd ,m  
    查看实体模型图: /; {E}`  
    l>){cI/D#  
    VxA?LS`  
    qr<RMs  
    进行像质分析: 0+dc  
    %pG^8Q()   
    网格畸变 0s'h2={iI  
    `G0GWh)`x  
    ]:_s7v  
    7H!/et?S,  
    RMS 光斑半径 HzQ Y\Y6  
    }N,$4h9Dj  
    $~c wB  
    6 @A'N(I=O  
    基本 PSF V]Z!x.x"=y  
    oT0TbZu%  
    ?[VL 2dP0  
    镜头基本参数 OUFx M  
    @ Cd#\D|  
    h ]6: `5-  
    xNOArb5e5  
    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。 +oevNM  
    [ 此帖被小火龙果在2024-04-01 09:52重新编辑 ]
     
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    离线hello2024
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    只看该作者 1楼 发表于: 2024-03-25
    学一学。
    离线bugs
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    只看该作者 2楼 发表于: 2024-05-09
    楼主你好,请问SYNOPSYS软件相关的书籍有吗?可否分享学习一下。
    离线lnln2019
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    只看该作者 3楼 发表于: 2024-09-07
    请问畸变一般控制是多少呢?
    离线beilazhula
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    只看该作者 4楼 发表于: 2024-10-12
    请问用zemax软件可以复现你的结构吗? ^Na3VP