| 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。 sdw(R#GE
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以下是初始结构参数，如下表所示： xMG~N`r
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光学系统的结构图，如下图所示： Z4
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[attachment=127303] VRB;$
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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。 c'yxWZEv
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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。 E+;7>ja
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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%。 7WZ+T"O{I
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设计流程： ['iPl/v0
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先按照设计参数建模。 P@c5pc#|
SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型： V1M.J U
1.先定义好系统物方参数等信息 +T Dw+
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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 P+/e 2Y
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[attachment=127305] C]A.i2o8
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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 [ ` 7ThHX
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物方参数部分设定， U z]|N6`
选择有限远物模式，距离为-1000，视场角设定为47.5°； H9e<v4 c
光阑固定为1表面； )\$|X}uny&
选择用户定义的孔径，孔径类型为圆形，尺寸为5； /IMFO:c
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光瞳 YMP1 输入为5 E r?&Y,o
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[attachment=127315] Xc&9Gl f
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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； h@ry y\9
请评论留言获取镜头文件代码 Z(CkZll
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3.定义孔径及空间位置； |&i<bqLw:
7- fb.V9
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[attachment=127308] e+fN6v5pU
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查看实体模型图： K]w'&Qm8W
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[attachment=127307] -zfR)(zG
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进行像质分析： }Jj}%XxKs
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网格畸变 YPI-<vM~
Pa: |_IXA
[attachment=127310] {E|$8)58i
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RMS 光斑半径 pOoEI+t
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[attachment=127311] sK?twg;D*|
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基本 PSF s 6`?LZ0(z
[attachment=127312] NC6&x=!3
sc#qwQ#
镜头基本参数 19%i mf
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[attachment=127313] SQ+Gvq%Q ]
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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。 *MW\^PR?
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