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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。 IX;u+B  
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以下是初始结构参数,如下表所示: <oTIzj7f  
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[attachment=127304] l,HMm|oU  
^,'!j/w5  
[attachment=127314] PMjqcdBzm  
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光学系统的结构图,如下图所示: f$9V_j-K+  
K[PIw}V$?:  
[attachment=127303] 828E^Q"<  
;OTD1=  
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。 W"YFx*W  
Z ) qc-~S  
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。 v! uD]}  
v7T05  
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%。 JadXdK=gE  
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设计流程: 2Q,e1' =  
T?:Vw laE  
先按照设计参数建模。 l~Hs]*jm  
SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型: i}N'W V`!  
1.先定义好系统物方参数等信息 2ksX6M3kY  
]$!-%pNv  
设定系统单位为mm,镜头表面数设定为16,其他选项保持为默认情况 X a#`VDh  
C4&yC81Gm  
[attachment=127305] #g\O*oYaw  
3|-)]^1O  
波长在默认的可见光波段中添加0.5461波段,权重设定为1,并设定为短波长 ?SRG;G1  
[attachment=127309] w_q{C>- cR  
>`Gys8T  
物方参数部分设定, SaMg)s~B  
选择有限远物模式,距离为-1000,视场角设定为47.5°; i5w  
光阑固定为1表面; \$}^u5Y  
选择用户定义的孔径,孔径类型为圆形,尺寸为5; L+7L0LbNU  
h)7{Cj  
光瞳 YMP1 输入为5 xrxORtJ<  
kUUeyq  
[attachment=127315] q3TAWNzI0  
.&=nP?ZPC6  
2.根据光线到达的序列,选择面型并按照序列设置面型参数; x6\EU=,  
请评论留言获取镜头文件代码 Zsc710_  
w`&~m:R  
3.定义孔径及空间位置; 8- 3]Bm!  
q+5g+9  
[attachment=127306] ob05:D_bc9  
<XiHQ B!  
[attachment=127308] R$k4}p  
py VTA1  
查看实体模型图: >VM@9Cph  
_so\h.lt  
[attachment=127307] Lqq RuKi  
n=WwB(}q  
进行像质分析: #mLF6 "A  
<0g.<n,  
网格畸变 pSvRyb.K  
Md mS  
[attachment=127310] FJomUVR.  
X|fl_4NC>  
RMS 光斑半径 ?j9J6=2  
 yaza  
[attachment=127311] WcqQR))n  
d,AEV_  
基本 PSF s.`:9nj  
[attachment=127312] :6~Nq/hZB  
~x^E kE  
镜头基本参数 8Q ba4kgL  
smaPZ^;; j  
[attachment=127313] _b|mSo,{Y  
hAX@|G.  
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。 ,r^zDlS<q  
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? ~SUrbRaY>  
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