| 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。 N^`S'FVA
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以下是初始结构参数，如下表所示： G^P9_Sw]d3
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光学系统的结构图，如下图所示： kU)E-h
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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。 1 - GtZ2
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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。 j}%C;;MPH
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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%。 wuqB['3
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设计流程： %[?{H} y
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先按照设计参数建模。 zW95qxXg
SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型： >y@3`u]
1.先定义好系统物方参数等信息 nzi)4"3O
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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 /h!iLun7I
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[attachment=127305] 6~Zq
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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 b\"2O4K,)
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物方参数部分设定， rI]n4>k{
选择有限远物模式，距离为-1000，视场角设定为47.5°； aj]%c_])(
光阑固定为1表面； ;Uj=rS`Q
选择用户定义的孔径，孔径类型为圆形，尺寸为5； 4d ]T`
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光瞳 YMP1 输入为5 s9YP
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[attachment=127315] q1M16qv5
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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； @|o^ ]-,
请评论留言获取镜头文件代码 gY@$g
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3.定义孔径及空间位置； | )R{(AK-
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查看实体模型图： FBK 6{rLMc
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[attachment=127307] y>m=A41:g
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进行像质分析： #%tN2cFDN
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网格畸变 (/l9@0Y .t
s@bo df&
[attachment=127310] xyTjK.N
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RMS 光斑半径 ,a,co eL
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[attachment=127311] 3YPoObY
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基本 PSF U ()36
[attachment=127312] sHulaX{
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镜头基本参数 8 CKI9
w;Na9tR
[attachment=127313] [Y]\sF;J
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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。 u=h/ l!lR
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