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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。 As'=tIro U/!TKic+ 以下是初始结构参数,如下表所示: E|iQc8gr& 'uBu6G [attachment=127304] h1de[q) 3 2&;`]C [attachment=127314] ,Q Fld=5B^} 光学系统的结构图,如下图所示: 6 (]Dh;gC \NPmym_6J [attachment=127303] oKuI0-*mR '=b/6@& 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。 +S o4rA*9 G?O1>?4C 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。 d3\qKL!~ EJMM9(DQ7 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%。 |fK1/<sz# l9{hq/V 设计流程: -|$@-fY; Kp%2k^U 先按照设计参数建模。 >*35C`^ SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型: Bs^aI I$ 1.先定义好系统物方参数等信息 d;boIP`M; TM%|'^) 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 "\:`/k3 (C\]-E> [attachment=127305] ]_f_w9] 0"<H;7K#W 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 'DP1,7 [attachment=127309] $V-~Bu- wr$("A( 物方参数部分设定, M\uiq38 选择有限远物模式,距离为-1000,视场角设定为47.5°; 6]K_m(F 光阑固定为1表面; ;`0%t$@- 选择用户定义的孔径,孔径类型为圆形,尺寸为5; em%4Ap fK>L!=Q 光瞳 YMP1 输入为5 W=N+VqK fDv2JdiU [attachment=127315] -*1d! ^O?/yV?4c 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; <sb~ ^B 请评论留言获取镜头文件代码 P)Jgs n\mO6aJ 3.定义孔径及空间位置; /6)<}# zu_8># i- [attachment=127306] ?1~` *LE Ri<u/ ]oR" [attachment=127308] ^UP`%egR B6MB48#0gs 查看实体模型图: X8Bd3-B Snj'y,p[ [attachment=127307] l{*@v=b( b6,iZ+] 进行像质分析: =9H7N]*h uy>q7C 网格畸变 is?{MJZ_ ?g_3 [Fk [attachment=127310] D}-/c"':} .73X3`P25 RMS 光斑半径 G<L;4nA) {5Q!Y&N.% [attachment=127311] S,88*F(<^q x+\`gK5 基本 PSF ju8>:y8 [attachment=127312] LQ@"Xe]5 hZm"t/aKc 镜头基本参数 LP.]9ut /ixp&Z|7 [attachment=127313] 3(>B Ke 0Um2DjTCG 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。 &h}#HS>l
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