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。
\ 511?ik IQ#Kod;) 以下是初始结构
参数,如下表所示:
Ov:U3P?% ,mp^t2 <ihJp^kgQ )1 0aDTlr $KRpu<5i} PVq y\i 光学系统的结构图,如下图所示:
c@O7,y:`I \o? dm83YCdL n?^X/R.22 这个三片式的 Pancake 系统沿光轴由人眼侧至显示屏侧依序包括:
光源、第一片
透镜、PBS、四分之一波片 QWP、第二片透镜、第三片透镜。
I7#+B1t :n}t7+(>U 其中 PBS 可以反射某种偏振方向的光,并且透射与该反射偏振光垂直正交的偏振光;四分之一波片 QWP 可以改变偏振光的状态,可以将线偏振光与圆偏振光相互转化;第三片透镜右侧S6镀有半透半反膜层。第二片透镜右侧S2镀有S反P透膜层。
x5yZ+`Gc "Bn]-o|r 实际应用中,从显示屏发出的圆偏振光(假设为左旋)通过半透半反镜(第三片透镜)进入光学系统。当穿过第二片透镜和 Half Mirror 时,透射50%的光并保持左旋圆偏振光(LCP)。然后,通过 QWP 将其转化为S偏振光。PBS 反射S偏振光,重新通过 QWP ,转化成为左旋圆偏振光(LCP),穿过第二片透镜,到达半透半反镜(第三片透镜)右侧S6时反射当前50%的光,变成右旋圆偏振光(RCP),重新穿过第二片透镜和第三片透镜,经过 QWP 变为P偏振光,在 PBS 发生透射,最终达到出瞳。因为 Half Mirror 的存在,理论上系统的效率为25%。
]\=M$:,RZ XR)I,@i`' 设计流程:
O;;vz+ j W-"FRTI4 先按照设计参数建模。
}'TZ)=t{J SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型:
!B*d,_9c 1.先定义好系统物方参数等信息
JA?P jo ~u80v h' 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
j0K}nS\ P )Chx,pcx< P-lE,X
_i&awm/U 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
S|v-lJ/I Xn8r3Nb$A b"#|0d0 物方参数部分设定,
\CE8S+Z% 选择有限远物模式,距离为-1000,视场角设定为47.5°;
cd*F;h 光阑固定为1表面;
^,Y#_$oR 选择用户定义的孔径,孔径类型为圆形,尺寸为5;
uJHf6Ye 8:0.Pi(ln@ 光瞳 YMP1 输入为5
!~aDmY2 zFV?,"\r 5eSmyj-W >&N8Du*[ 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;
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镜头文件代码
,U/ZG|=v Q2/ZO2 3.定义孔径及空间位置;
^'c[HVJ 3YPoObY G8oOFBQD U ()36 wrW768WR GKKf#r74 查看实体模型图:
0/JusQ 7w{>bYP U_c.Z{lC4 '|i<?]U 进行像质分析:
+V6N/{^5 <}$o=>' 网格畸变
gaw/3@ qTL] @{!c [{x,T }-R|f_2Hp RMS 光斑半径
thjCfP Cuq=>J Y_49UtJIg AA$-Lx(UJk 基本 PSF
/>zE$)'M >;.'$- |,89zTk' 镜头基本参数
Jtxwt[ F+!K9( `| ga~C?H,K g2v0! 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。
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4~ [ 此帖被小火龙果在2024-04-01 09:52重新编辑 ]