| 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。 n GC/R&
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以下是初始结构参数，如下表所示： Sj3+l7S?
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光学系统的结构图，如下图所示： C"y(5U)d
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[attachment=127303] W8G,=d}6
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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。 ncaT?~u j
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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。 T6'^EZZY
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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%。 !hm] fh_j
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设计流程： hqD *z6aH
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#I:
先按照设计参数建模。 ez7A4>/
SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型： M$ wC=b
1.先定义好系统物方参数等信息 :@ yEQ#nFp
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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 (|2t#'m
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[attachment=127305] QL(n} {.%
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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 HVRZ[Y<^
[attachment=127309] 6 W/`07 '
P1!qbFDv8
物方参数部分设定， [z:!j$K
选择有限远物模式，距离为-1000，视场角设定为47.5°； YqscZ(L:y
光阑固定为1表面； \$K20)
选择用户定义的孔径，孔径类型为圆形，尺寸为5；
8$=n j
H8=N@l
光瞳 YMP1 输入为5 /l3V3 B7
.e#w)K
[attachment=127315] "69s) ~
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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； Cp\6W[2+B
请评论留言获取镜头文件代码 w?L6!) oiz
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3.定义孔径及空间位置； /PV k{3
&$+ AXzn
[attachment=127306] }{Pp]*I<A
9 X6h
[attachment=127308] 3l~^06D
}J}-//[A
查看实体模型图： l$KA)xbI
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[attachment=127307] <sbu;dQ`
70d 1ReQ
进行像质分析： Z-%\
<zT
=IZT(8
网格畸变 "x0 ^#AVg
F e*R
[attachment=127310] VD*6g%p
`7E;VL^Y1
RMS 光斑半径 , >a&"V^k
h,:m~0gmj
[attachment=127311] LBeF&sb6
e+7"/icK
基本 PSF P}}* Q7P
[attachment=127312] (XTG8W sN
K8|r&`X0
镜头基本参数 /xBb[44z8
Wu/]MBM
[attachment=127313] $S6`}3
RMV/&85?y
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。 r8?gD& c}
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