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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。 5"3`ss<m >zJk G9a 以下是初始结构参数,如下表所示: twldwuN ^hEN [attachment=127304] 75R4[C6T Dvz 6 E [attachment=127314] BBX/ &d8n !7#*Wdt+P 光学系统的结构图,如下图所示: p\'X%R GpXf).a@ [attachment=127303] 5B8/"G +YCWoX2 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。 T=V{3v@zs <daH0l0 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。 Gk58VODo L=!h`k 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%。 &2@Rc?!6_P Oa@SyroF= 设计流程: Q(1R=4?.Z F!C<^q~! 先按照设计参数建模。 066\zAPdH SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型: 1T~`$zS7 1.先定义好系统物方参数等信息 J$jLGy& ' sKiy1Ww 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 "Gqas bX Z$Qwn [attachment=127305] Zmk 9C@ ~$
?85 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 T|YMU?4 [attachment=127309] V*%><r 6+>X`k%D 物方参数部分设定, e*D,2>o 选择有限远物模式,距离为-1000,视场角设定为47.5°; KV{ 光阑固定为1表面; 4.kn,s 选择用户定义的孔径,孔径类型为圆形,尺寸为5; Y3)*MqZlF 5V0#_!QAN 光瞳 YMP1 输入为5 gK *=T T`I4_x [attachment=127315] 11fV|b% ct(euPU 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; m5?t<H~ 请评论留言获取镜头文件代码 #.}&6ZP g6SZ4WV 3.定义孔径及空间位置; a*_"
nI&lr PP_ar{|7 [attachment=127306] &,/-<y-S PEKXPFN [attachment=127308] mG*Yv 4>HQ2S{t 查看实体模型图: YZ->ep} ?FZ)
LZM [attachment=127307] -gb@BIV# 7.yCs[Z 进行像质分析: =G 'c % x+Ly,9nc$ 网格畸变 #K>Ue>hx H5gcP11r [attachment=127310] U:aaa E.x<J.[Y RMS 光斑半径 K1-3!G lb}:!Y [attachment=127311] cS#| _ u@4khN:
^p 基本 PSF yyVE%e5nl [attachment=127312] 7u%OYt
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jM u5f 镜头基本参数 CT=5V@_u\ "t>H
B6^ [attachment=127313] d&DQ8Gm ^ Nqj5, 9*c 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。 EhOB+Mc1
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