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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。 \gy39xoW(  
^.y}2  
以下是初始结构参数,如下表所示: JSQNx2VqQ  
"<x%kD  
[attachment=127304] 9.f/d4  
wN8-M e  
[attachment=127314] 2ku\R7  
-L(F:  
光学系统的结构图,如下图所示: ZFh2v]|!  
8@ck" LUzD  
[attachment=127303] !T02@e/  
Au08k}h<G  
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。 yhg^1l|t,  
, }O>,AU  
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。 hl?G_%a  
5O<7<O B  
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%。 wYK-YY:Q3  
z/(^E8F  
设计流程: vL(7|K  
_v:t$k#sN  
先按照设计参数建模。 lAz.I  
SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型: }8Tr M0q8  
1.先定义好系统物方参数等信息 EE5I~k 5  
,[ &@?  
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 Q.Tn"rE|  
21x?TZa  
[attachment=127305] + DFG762  
sui3(wb  
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_vQJF2  
[attachment=127309] JSCe86a7<E  
>AI65g  
物方参数部分设定, oF[l<OY4  
选择有限远物模式,距离为-1000,视场角设定为47.5°; uH S)  
光阑固定为1表面; ] P;Ng=a  
选择用户定义的孔径,孔径类型为圆形,尺寸为5; @w|'ip5@  
$Kn{x!,"(  
光瞳 YMP1 输入为5 $-'p6^5  
oHH-joYnn  
[attachment=127315] C5GO?X2  
hs< )<  
2.根据光线到达的序列,选择面型并按照序列设置面型参数; =Is.T  
请评论留言获取镜头文件代码 Y S )Q#fP  
=NxT9$V  
3.定义孔径及空间位置;  oZTKG'  
r=l hYn  
[attachment=127306] $ \0)~cy  
[A99e`  
[attachment=127308] 9B gR@b  
Lq.aM.&;#  
查看实体模型图: %7WGodlXW  
~LqjWU  
[attachment=127307] JG-\~'9  
}cuU5WQ?%  
进行像质分析: ~ _R 8; b  
jt5en;AA[  
网格畸变 ikd~k>F  
c+P.o.k;  
[attachment=127310] D0NSzCHx  
-)_"7}|u5  
RMS 光斑半径 Ux5pw  
MBZ/Pzl~  
[attachment=127311] >.^/Z/[.L  
`{BY {  
基本 PSF kpFt  
[attachment=127312] }: v&Nc  
Q@zD'G >  
镜头基本参数 {z:aZ]QhKc  
oqeA15k$  
[attachment=127313] ?QuD:v ck  
'o41)p  
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。 1#BMc%  
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? K]5@bm  
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