| 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。 ,{A-<=6t
LbDhP G`u
以下是初始结构参数，如下表所示： $Ml/=\EHOg
'/kSUvd
[attachment=127304] L)JpMf0
TOV531
[attachment=127314] Bo8+ uRF|
A. m#wY8
光学系统的结构图，如下图所示： %iY-}uhO
SlI0p&2,
[attachment=127303] Wq8Uq}~_g
zr%lBHuW
这个三片式的 Pancake 系统沿光轴由人眼侧至显示屏侧依序包括：光源、第一片透镜、PBS、四分之一波片 QWP、第二片透镜、第三片透镜。 w1EYXe
e!b?SmNN
其中 PBS 可以反射某种偏振方向的光，并且透射与该反射偏振光垂直正交的偏振光；四分之一波片 QWP 可以改变偏振光的状态，可以将线偏振光与圆偏振光相互转化；第三片透镜右侧S6镀有半透半反膜层。第二片透镜右侧S2镀有S反P透膜层。 ?J,hv'L]
0f /=C9L
实际应用中，从显示屏发出的圆偏振光（假设为左旋）通过半透半反镜（第三片透镜）进入光学系统。当穿过第二片透镜和 Half Mirror 时，透射50%的光并保持左旋圆偏振光（LCP）。然后，通过 QWP 将其转化为S偏振光。PBS 反射S偏振光，重新通过 QWP ，转化成为左旋圆偏振光（LCP），穿过第二片透镜，到达半透半反镜（第三片透镜）右侧S6时反射当前50%的光，变成右旋圆偏振光（RCP），重新穿过第二片透镜和第三片透镜，经过 QWP 变为P偏振光，在 PBS 发生透射，最终达到出瞳。因为 Half Mirror 的存在，理论上系统的效率为25%。 O.CRF-` t
Ia$&SS)K
设计流程： )Ac+5bs
$A)i}M;uK
先按照设计参数建模。 | U%S<X
SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型： nY"9"R\.=
1.先定义好系统物方参数等信息 {.O Bcx
utKtxLX"
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 $+)2CXQe5
:-7`Lfi@%
[attachment=127305] iPX6 r4-
\k_0wt2x 1
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 RekTWIspT/
[attachment=127309] QN:gSS{30
T1c2J,+}R
物方参数部分设定， BL6t>
选择有限远物模式，距离为-1000，视场角设定为47.5°； tpj({
光阑固定为1表面； 48Y5ppcS
选择用户定义的孔径，孔径类型为圆形，尺寸为5； n!~mdI&
sF^3KJ|
光瞳 YMP1 输入为5 &Al 9%W
> tXn9'S
[attachment=127315] LGZ5py=xb
5fPYtVm
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； $/5<f<%u&)
请评论留言获取镜头文件代码 +J3 0OT8
@kC>+4s!
3.定义孔径及空间位置； -Czq[n=0(
Lzu;"#pw
[attachment=127306] gsd9QW
j7=I!<w V
[attachment=127308] K <7#;
F;Ms6 "K
查看实体模型图： -~ytk =
AYHB?xOpR
[attachment=127307] 5OP$n]|(
Fv=7~6~
进行像质分析： gE%{#& *
~fB}v
网格畸变 L {(\k$>'
|xy r6gY
[attachment=127310] | iEhe
5f2ah4 g
RMS 光斑半径 ]C^D5(t/cd
[?VYxX@
[attachment=127311] }q9;..oL
yHkZInn
基本 PSF p%
ESp&
[attachment=127312] 4&;.>{ :;
BFmY bK
镜头基本参数 @sv==|h
hM\<1D
CKG
[attachment=127313] dP[l$/
4Z>hP]7
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。 Z)Y--`*
|
|