| 小火龙果 |
2024-03-25 17:08 |
SYNOPSYS 光学设计软件课程六十五：VR 眼镜 pancake 光学设计
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。 5~h )pt47
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以下是初始结构参数，如下表所示： :P-H8*n""
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光学系统的结构图，如下图所示： |.9PwD8~VD
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[attachment=127303] tpS gbGzp
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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。 Sd6O?&(
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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。 - egTZW-
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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%。 2(d
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设计流程： L!JC)p.
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先按照设计参数建模。 7 6T7<.S
SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型： o135Xh$_>'
1.先定义好系统物方参数等信息 \8#[AD*@s2
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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 ;I 5 P<7VW
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[attachment=127305] 2Ug_3 ZuU
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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 ,xU#uyB
[attachment=127309] ` n6cpX5
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物方参数部分设定， iJOoO"Ai
选择有限远物模式，距离为-1000，视场角设定为47.5°； q VU<jt
光阑固定为1表面； 0-PT%R
选择用户定义的孔径，孔径类型为圆形，尺寸为5； 7y^)n<'co
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光瞳 YMP1 输入为5 [`tOhL
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[attachment=127315] ?n<F?~
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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； P_b5`e0O
请评论留言获取镜头文件代码 D*@'%<?
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3.定义孔径及空间位置； ~V(>L=\V;
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[attachment=127306] Eet/l]e#a
ecm+33C
[attachment=127308] iO m&(2/
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查看实体模型图： ;PVE= z+y
+;!^aNJ ,
[attachment=127307] /7B3z}rd
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进行像质分析： 2KXF XR
4grV2xtX
网格畸变 fBTNI`#
.z
CkB86
[attachment=127310] E_& ;.hw
W' Y<iA
RMS 光斑半径 j* 2/[Eq
ral=`/p
[attachment=127311] Wv 5= $y
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2;|61
基本 PSF
Mb_"M7
[attachment=127312] / !h<+
L?N: 4/0;!
镜头基本参数 bPV}T`
Dg^s$2
[attachment=127313] ZLaht(`+
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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。 ;t
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