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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。 C:WtCAm(  
{_": / A  
以下是初始结构参数,如下表所示: F]hx  
0c%@e2(N  
[attachment=127304] $:xF)E  
fma tc#G  
[attachment=127314] h4J{jh.  
v$qpcu#o  
光学系统的结构图,如下图所示: v+|@}9|Z  
Sn_z  
[attachment=127303] o'9OPoof:.  
^yzo!`)fso  
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。  O6M}W_  
PR48~K,?  
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。 uzat."`d'  
MR^umLM88  
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%。 vE^h}~5U  
2@"0} po#  
设计流程: )Tyky%P+iI  
!UUmy% 9  
先按照设计参数建模。 LAu+{'O\  
SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型: ;EE{ ~  
1.先定义好系统物方参数等信息 I;bg?RsF  
="'rH.n #  
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 PHe~{"|d?  
\N'hbT=  
[attachment=127305] |j.KFu845  
J pCZq #  
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 5JXzfc9rL  
[attachment=127309] )-TeDIfm  
A~yw8v5UF  
物方参数部分设定, softfjl&l  
选择有限远物模式,距离为-1000,视场角设定为47.5°; Os]!B2j14  
光阑固定为1表面; q7)]cY_  
选择用户定义的孔径,孔径类型为圆形,尺寸为5; \$$b",2 h  
%~8](]p  
光瞳 YMP1 输入为5 'JW_]z1  
n+RUPZ  
[attachment=127315] mBD!:V'  
FS]+s>  
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; cfy/*|  
请评论留言获取镜头文件代码 qMW%$L\HA  
i\DHIzGp[  
3.定义孔径及空间位置; >X\s[d&(  
c}I8!*\  
[attachment=127306] )W}/k$S  
ixI5Xd<  
[attachment=127308] ]%Q]C 8[C  
>1)@n3.<O  
查看实体模型图: *nUpO]  
i1_>>49*  
[attachment=127307] .xc/2:m9  
;]#4p8lh+  
进行像质分析: @qr3v>3X<  
b1 ['uJF  
网格畸变 >I66R;  
(82\&dfy  
[attachment=127310] Rcx'a:k  
ph&H*Mc  
RMS 光斑半径 R82Zr@_  
HV.|Eh_7  
[attachment=127311] ` S~@FX  
c7TWAG_+  
基本 PSF ,%b1 ]zZQ  
[attachment=127312] XX5(/#  
t=pkYq5t8  
镜头基本参数 t;f p<z7N.  
!)*T  
[attachment=127313] Vx4pP$S  
!.GY~f<d$  
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。 o-i.'L)X  
hello2024 2024-03-25 22:44
学一学。
bugs 2024-05-09 09:47
楼主你好,请问SYNOPSYS软件相关的书籍有吗?可否分享学习一下。
lnln2019 2024-09-07 22:30
请问畸变一般控制是多少呢?
beilazhula 2024-10-12 11:19
请问用zemax软件可以复现你的结构吗? = Ow&UI  
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