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。 p&;,$KDA
'+C%]p 以下是初始结构参数,如下表所示: GD .>u fBt7#Tc=U [attachment=127304] GpM_Qp Ehf{Kl [attachment=127314] zX/9^+p: eM`"$xc
Oe 光学系统的结构图,如下图所示: N
DV_/BI %5H>tG`] [attachment=127303] #/`V.jXt> 9Uh nr]J. 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。 `{I-E5x l,3[hx 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。 RpY#_\^hI Yt;.Z$i , 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%。 !b+Kasss9 7gQ~"Q 设计流程: YEqWTB|w ~UJ_Rr54 先按照设计参数建模。 [HENk34 SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型: /=qn1 1.先定义好系统物方参数等信息 `_v|O{DC{ Nm=W?i 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 /P|jHK|{ XX(;,[(_ [attachment=127305] ,*Yu~4 [(N<E/m %B 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 Z5o6RTi [attachment=127309] ",T-'>h$2R D?Q{&6p 物方参数部分设定, g< {jgF 选择有限远物模式,距离为-1000,视场角设定为47.5°; &6L{1 光阑固定为1表面; jM3{A;U2 选择用户定义的孔径,孔径类型为圆形,尺寸为5; NUH# fm\IQqIK% 光瞳 YMP1 输入为5 Tce2]"^;
Ol24A^ [attachment=127315] mko<J0|4 Hd)4_
uBt 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; _`zj^*% 请评论留言获取镜头文件代码 #SRGVa`x ( Qw"^lE3 3.定义孔径及空间位置; I%whM~M1+ /wL}+ [attachment=127306] 3B|o BUcze\+ [attachment=127308]
}ya9 +?I l7P~_X_)" 查看实体模型图: kGMI
? ]|[oL6" [attachment=127307] fgP_NYfOj $R7n1 进行像质分析: ?j8F5(HF? |}\et
ecB 网格畸变 n-{G19? /AP@Bhm [attachment=127310] A|8(3PiP RI"A'/56 RMS 光斑半径 (&FSoe/![' r"a0!]n [attachment=127311] w7]@QTC 0t1WvW 基本 PSF iP;X8'< BC [attachment=127312] CC>]Gc7 ,&!Txyye 镜头基本参数 QOkPliX @
Sw[+` [attachment=127313] vO"Sy{)Z> A -G?@U 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。 5~ CHj
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