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    [原创]ZEMAX 近眼显示应用(AR/VR/MR)—全息波导头盔显示解决方案 [复制链接]

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    离线optics1210
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2018-01-11
    ZEMAXR近眼显示应用(AR/VR/MR)—全息波导头盔显示解决方案 Gu[G_^>  
    \) DJo  
       近来,波导与衍射光栅在近眼显示方面得到了极大的应用,利用全息波导完成图像传输和显示,极大的压缩了光学结构的复杂性,使得器件向质轻,小型化方向发展,使得穿戴设备更方便、轻巧,是未来智能光学发展的一大应用趋势。此类光学研究的核心技术聚焦在波导及全息光栅的研究上,如果要产品化,也必须要考虑加工及公差的影响。 .<&o,D  
    1AMxZ (e  
    因此选择合适的光学设计软件,进行仿真,优化及公差分析,将为您的工作助力,事半功倍。本文通过定制化的模块,利用ZEMAXR对此类光学系统进行了细致的研究。ZEMAXR作为光学行业的标杆性软件,得到了业内广泛的认可,不仅在传统光学,几何光学领域应用广泛,通过此文我们可以看到,对前沿类光学研究诸如衍射光学等也是一款利器。我们利用ZEMAXR结合定制化的模块,为您提供系统级的解决方案,涵盖显示系统,成像镜头,波导,衍射光栅,人眼模型,支持衍射效率计算,优化,公差分析及杂散光分析。 QJiU"1  
       =v^LShD2^  
    一:波导模型,核心要点 /$ Gp<.z  
    1.      此波导可分别定义覆盖层,衬底层及导波层折射率 F/,K8<|r>  
    2.      此波导可以定义入射窗,出射窗的位置及大小 &Ui*w%  
    3.      此波导支持扩展光瞳(分束镜片,Lumus公司产品LOER方案) wJ#fmQXKJ5  
    4.      此波导可以方便的定义分束镜片的数量 Mh [TZfV  
    5.      此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度 u&{}hv&FY  
    6.      此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率,来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性 EGpN@  
    7.      此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件,并过滤掉不满足全反射条件的光束 (Z(O7X(/  
    8.      此波导可以搭配全息光栅、体光栅(光栅支持衍射效率计算,支持优化及公差分析) D>Ij  
    }]O* yFR{j  
    实例1:Lumus的LOER波导分束镜方案 t8SvU  
                Itq248+Ci  
    (Lumus的LOER波导分束镜方案) dJyf.VJ  
    [R V_{F:'  
    5?6U@??]  
    me-Tv7WL  
    左图:4个分束镜片具有相同的反射/透射比,但会导致出射的4束光能量上分布不均匀 1,UeVw/  
    右图:合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比,来使得输出的4束光能量分布均匀(扩展光瞳上的能量分布均匀) J)(KGdk  
       Rdb[{Ruxb  
    99 W-sV  
    实例2:波导与衍射光栅搭配耦合 9vIqGz-o  
    Jv_KZDOdk  
                                     ^3~+|A98M  
    (两块透射位相型光栅)                         (两块反射型全息布拉格体光栅) Dxp8^VL  
    `zf,$67>1  
    二:位相型全息光栅,支持衍射效率及公差分析,支持如下全息光栅 $ZnLYuGb  
    a.      理想闪耀型 Dsq_}6l{  
    b.      正弦位相型 K>%}m,  
    c.       方波位相型 RNa59b  
    d.      表面全息型 >4I,9TO  
    e.      二元位相型 2AYV9egZ  
    i/Zv@GF  
             a.衍射效率随波长的变化曲线(正弦型) Vyy;mEBg  
    YY{0WWua  
    x<&2`=  
    o>Fc.$ngZ  
                    b.衍射效率随入射角的变化曲线(正弦型) `Wc"Ix0  
    6(#fGH&[  
    三:体全息(布拉格)光栅,支持透射型及反射型,支持衍射效率计算及公差分析,支持多种物光,参考光输入模式(用于构建干涉条纹,形成光栅周期分布) Q=B>Q  
    k OYF]^uJ  
    K<k!sh   
    VTS7K2lBvX  
    a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系 9)c{L<o}T  
    ~yX8p7qr  
    q,Oj  
              b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系 (RXOv"''=  
    ~rnbuIh  
    MTnW5W-r9  
    c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系 5hxG\f#}?  
    2EO WbN}M  
    Bh` Y?S  
    实例3:波导搭配两个反射型体全息光栅(非序列模式) rE->z  
    ojmF:hR"  
    显示屏经过投影成像镜头,通过体光栅将光束耦合到波导,然后通过另外一块体光栅将光束耦合导出至人眼,此处人眼用一块理想透镜模拟。更精确的人眼模型,请参考: nK!yu?mS  
    http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax 31VDlcn E  
    http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye rC !!X  
    /#<R  
    .qd/ft2  
    bQ%6z}r  
    c<k=8P   
                    非序列模式:光斑点查看 #|92 +  
    ,Yp+&&p.  
    :| s  
            非序列模式:几何MTF(新的OpticStudio版本支持) EN,PI~~F  
    L3N ?^^]  
    f`;y "ba  
    实例4:序列模式下查看衍射PSF,MTF等,简单的系统搭建如下 5{zmuv:  
    EWb'#+BP  
     dmR>u  
    点列图 VtTTvP3  
    o"kVA;5<G  
    衍射PSF {th=MldJ?  
    Jn |sS(Q}  
    wo#,c(  
    几何MTF 61aU~w11a  
    eq" eLk6h  
    24g\x Nnt  
    衍射MTF LL0Y$pHV  
    |>Ld'\i8  
    bHKTCPf  
    由于人眼是大像差系统,衍射效应一般不明显,从速度上考虑可以优先使用几何的光斑尺寸及几何MTF进行优化及公差分析(此时也考虑光栅的衍射效率)。 *dAQ{E(rO  
    f]_{4Olk  
    详情请咨询: sales@ueotek.com   027-87878386
     
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    离线zkfhwlm
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    只看该作者 1楼 发表于: 2018-04-11
    哇好牛
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    只看该作者 2楼 发表于: 2018-05-22
    不错,以后可能用得上
    离线gqy_cdsqbyl
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    只看该作者 3楼 发表于: 2018-06-13
    谢谢!!!
    离线zl朱丽00
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    只看该作者 4楼 发表于: 2018-11-18
    大神  zemax可以仿真一维出瞳的MTF吗 edL sn>\*#  
    离线智障球
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    只看该作者 5楼 发表于: 2018-11-18
    最近在学习的东西
    离线k0184990
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    只看该作者 6楼 发表于: 2018-11-19
    可分享zemax檔案嗎
    离线hitstory
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    只看该作者 7楼 发表于: 2018-12-05
    这个不错的。
    离线huhuyan
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    只看该作者 8楼 发表于: 02-20
    非常不错
    离线chenzhuangz
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    只看该作者 9楼 发表于: 08-21
    涨知识了,很实用 gWFL  
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