| 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。 m]&y&oz
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以下是初始结构参数，如下表所示： 4K$_d,4`U
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光学系统的结构图，如下图所示： .s>.O6(^%
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[attachment=127303] Q\aC:68
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这个三片式的 Pancake 系统沿光轴由人眼侧至显示屏侧依序包括：光源、第一片透镜、PBS、四分之一波片 QWP、第二片透镜、第三片透镜。 <h*$bx]9 +
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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。 ^@;P -0Sy
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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%。 6,(S}x
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设计流程： Z;cA_}5
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先按照设计参数建模。 R
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SYNOPSYS 支持多种基本及复杂面型： .<Jq8J
1.先定义好系统物方参数等信息 +[Q`I*C
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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 9C: V i
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[attachment=127305] P F:'dv
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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
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[attachment=127309] g4GU28 l
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物方参数部分设定， a
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选择有限远物模式，距离为-1000，视场角设定为47.5°； mf\@vI
光阑固定为1表面； =HHb ]JE
选择用户定义的孔径，孔径类型为圆形，尺寸为5； <' vtnz
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光瞳 YMP1 输入为5 6bUcrw/#
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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； $#FA/+<&$
请评论留言获取镜头文件代码 *zWf8X
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3.定义孔径及空间位置； @WP%kX.?
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查看实体模型图： q oOq47F
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进行像质分析： pR3K~bx^
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网格畸变 3| 0OW
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RMS 光斑半径 {\ J%i|u
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基本 PSF D*!9K8<o
[attachment=127312] 7DIFJJE'
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镜头基本参数 M(<.f}yZQ
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[attachment=127313] 8Oo16LPD
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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。 YbuS[l 8
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