| 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。 ;m}o$` 8 O.5ML{ 以下是初始结构参数,如下表所示: (*G'~gSX VMW<?V
2Z [attachment=127304] r' J3\7N!u vb2aj!8_? [attachment=127314] x=3+@'
O;RNmiVoq 光学系统的结构图,如下图所示: % ^&D, Nu6]R677Y [attachment=127303] )}SiM{g N0fXO 这个三片式的 Pancake 系统沿光轴由人眼侧至显示屏侧依序包括:光源、第一片透镜、PBS、四分之一波片 QWP、第二片透镜、第三片透镜。 LJBDB6 l&m'?.gf 其中 PBS 可以反射某种偏振方向的光,并且透射与该反射偏振光垂直正交的偏振光;四分之一波片 QWP 可以改变偏振光的状态,可以将线偏振光与圆偏振光相互转化;第三片透镜右侧S6镀有半透半反膜层。第二片透镜右侧S2镀有S反P透膜层。 UE/N-K)` cP[]\r+Kj 实际应用中,从显示屏发出的圆偏振光(假设为左旋)通过半透半反镜(第三片透镜)进入光学系统。当穿过第二片透镜和 Half Mirror 时,透射50%的光并保持左旋圆偏振光(LCP)。然后,通过 QWP 将其转化为S偏振光。PBS 反射S偏振光,重新通过 QWP ,转化成为左旋圆偏振光(LCP),穿过第二片透镜,到达半透半反镜(第三片透镜)右侧S6时反射当前50%的光,变成右旋圆偏振光(RCP),重新穿过第二片透镜和第三片透镜,经过 QWP 变为P偏振光,在 PBS 发生透射,最终达到出瞳。因为 Half Mirror 的存在,理论上系统的效率为25%。 ^g*/p[ :]-? l4(% 设计流程: Y\ G^W8 g bwg3$!9 先按照设计参数建模。 P7p'j SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型: 5A*'@Fr'G 1.先定义好系统物方参数等信息 d^jIsE ` -}r(75C 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 kEs=N( QTjOLK$e$ [attachment=127305] =v]eQIp 9wC:8@`6E 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 P1mPC [attachment=127309] 1MzOHE ~+Da`Wp 物方参数部分设定, U[8Cg 选择有限远物模式,距离为-1000,视场角设定为47.5°; /A) v$Bv= 光阑固定为1表面; $MG. I[h 选择用户定义的孔径,孔径类型为圆形,尺寸为5; 84*Fal~Som 3fJwj}wL 光瞳 YMP1 输入为5 20f):A6 `-N&cc [attachment=127315] fE/8;v!= VNbq]L(g 2.根据光线到达的序列,选择面型并按照序列设置面型参数; B$ )6X 请评论留言获取镜头文件代码 2;`"B|-T <`q|6XWL 3.定义孔径及空间位置; W+~ w Yn}_"FO' [attachment=127306] RfB""b8]=
t=]&q. [attachment=127308] <nj[=C4v '.@R_sj 查看实体模型图: (;a
O% #?i#q%q [attachment=127307] ys;e2xekg +2w54X%?M 进行像质分析: lq_W;L 7`tnoTUv 网格畸变 /)de`k" K.R2)o` [attachment=127310] 4T9hT~cT7 @6$r|:]G- RMS 光斑半径 =tH+e7it p^YE"2 - [attachment=127311] u ?g!E."v %TG$5')0 基本 PSF 4'54 [attachment=127312] W'XMC" &F'v_9 镜头基本参数 hDlk! #* Ip4NkUI3T [attachment=127313] NTL#! X=\#n-* 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。 faO8
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