首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> CODE V,OSLO -> Code V光学软件在AR/VR光学模组开发中的应用 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

wavelab86 2025-05-13 11:00

Code V光学软件在AR/VR光学模组开发中的应用

随着增强现实(AR)与虚拟现实(VR)技术的快速发展,光学模组作为实现沉浸式体验的核心组件,其设计复杂度与性能要求持续提升。CodeV作为全球领先的光学设计软件,凭借其精准的仿真能力、全局优化算法及多物理场耦合分析能力,已成为AR/VR光学模组开发的核心工具。本文将从技术挑战、CodeV核心功能、行业应用及典型案例等维度,深入探讨其在该领域的创新实践。 39zwPoN>  
F4%vEn\!  
    一、AR/VR光学模组开发的技术挑战 m:A1wL4c6  
K=`;D  
    AR/VR光学模组需在有限体积内实现高分辨率、大视场角(FOV)、低畸变及轻量化设计,其技术难点主要体现在以下方面: #0wH.\79  
J&bhR9sF  
    光学系统微型化 TaN]{k  
Y']D_\y  
    AR眼镜需将光学元件厚度压缩至毫米级,同时保持成像质量。例如,某厂商AR眼镜的自由曲面波导模组厚度仅为3mm,但需实现50°视场角与90%以上亮度均匀性。 Z(=U ZI?  
RN"O/b}qQ  
    复杂光路耦合 DD]e0 pa  
L1i:hgq0]  
    波导式AR系统需通过光栅实现光线的高效耦入与耦出,同时控制衍射效率与彩虹效应。例如,表面浮雕光栅(SRG)需优化周期、占空比及深度参数,以实现RGB三色光的均匀衍射。 ]@D#<[5\  
ejuw+@ _  
    多物理场耦合 fqcFfz6?x  
_jr'A-M  
    光学元件在热应力、机械振动等环境下的形变需精确模拟。例如,硅基光波导在封装过程中可能因应力产生微米级形变,需通过多物理场耦合分析优化设计。 5/>W(,5}  
' 3MCb  
    人眼感知适配 ; OpN &q+  
hn@T ]k  
    光学模组需匹配人眼瞳距(IPD)及调节能力,避免视觉疲劳。例如,某AR眼镜支持60-70mm瞳距调节,并通过动态聚焦透镜缓解辐辏调节冲突(VAC)。 u^!c:RfE?  
It .`  
    二、CodeV的核心功能:赋能AR/VR光学设计 F3L'f2yBG  
Cm5:_K`;]  
    CodeV通过以下功能模块,系统性解决AR/VR光学模组开发中的技术难题: 6]*~!al?  
h *JzJ0X  
    1.复杂表面建模与优化 vS$_H<;P  
_,m|gr ,S  
    自由曲面设计 [`eqma  
UFLN/  
    CodeV支持基于Forbes2D-Q多项式的自由曲面建模,可精确控制表面形貌。例如,在ARBirdbath光学系统中,自由曲面棱镜通过非对称设计实现视场角与体积的平衡,畸变率低于10%。 D'! v9}  
<7;AK!BH  
    衍射光学元件(DOE)建模 bim 82<F  
'l| e}eti>  
    软件内置衍射光学属性建模工具,可模拟光栅的衍射效率与级次分布。例如,在SRG波导设计中,通过调整光栅参数,可将RGB光的耦出效率优化至85%以上,同时抑制彩虹效应。 xc HG5bg |  
T1&^IO-F7$  
    2.全局优化与多目标约束 E =7m@"0  
8 FqhSzw  
    GlobalSynthesis®算法 ?t JyQT  
]tzO)c)w;  
    该算法可同时优化多个设计参数(如曲率半径、厚度、材料折射率),并满足视场角、MTF、畸变等多目标约束。例如,在VR饼干镜头设计中,全局优化算法将系统MTF在50lp/mm处提升至0.4以上,同时将模组厚度压缩至15mm。 }bg_?o;X}  
\~:Uj~  
    玻璃优化与局部色散控制 .%'$3=/oe  
B?G!~lQ)o  
    CodeV支持基于玻璃库的全局优化,可自动筛选最佳材料组合。例如,在侦察镜头设计中,通过玻璃优化将二级光谱色差降低至0.005mm以内。 )t-Jc+*A>  
Q0\tK=Z/  
    3.多物理场耦合分析 dD Zds k+!  
SX4"HadV>  
    热-机械-光学耦合仿真 dcGs0b  
BV8-\R@  
    软件支持将封装应力形变数据导入光学模型,实现多物理场耦合分析。例如,在硅光芯片耦合器设计中,通过耦合分析将耦合损耗优化至0.5dB以下。 OZ /!= ;  
4KkjBPV  
    偏振控制与杂散光分析 fW,,@2P  
hLZ<h7:  
    CodeV可模拟偏振光在光学系统中的传播,并优化镀膜工艺。例如,在车载激光雷达接收端设计中,通过偏振控制将杂散光抑制至-60dB以下,提升信噪比20dB。 @DYxDap{  
,bQbj7  
    4.成像质量评估与公差分析 SREe, e\  
&s|a\!>l  
    2D/3D成像质量评估 k[6xuyY]  
6^oQ8unmS  
    软件提供点列图、波前图、MTF曲线及2D影像模拟工具,可全面评估系统性能。例如,在AR眼镜设计中,通过2D影像模拟预测虚拟图像与真实场景的叠加效果,确保视场均匀性。 g@<E0 q&`$  
=deqj^&@  
    TOR公差分析算法 _7O;ED+  
!2R<T/9~  
    该算法可对MTF、波前误差等性能进行公差分析,并生成累积概率图。例如,在显微镜物镜设计中,通过公差分析将良品率提升至95%以上。 :UyNa0$l:"  
^zMME*G  
    三、行业应用:从消费电子到工业制造 0 tZ>yR  
Oh\ +cvbG  
    1.消费级AR眼镜 wQ4IQ!  
0!:1o61  
    波导式AR设计 &@c?5Ie5  
h|MTE~   
    CodeV支持几何光波导与衍射光波导的全流程设计。例如,在SRG波导AR眼镜中,通过优化光栅参数实现50°视场角与85%透光率,同时将彩虹效应控制在可接受范围内。 /%#LA  
}[[  
    自由曲面棱镜AR eu]t.Co[X  
7.r}98V  
    在Birdbath架构中,CodeV通过自由曲面设计实现视场角与体积的平衡。例如,某AR眼镜采用自由曲面棱镜,将模组厚度压缩至8mm,同时保持40°视场角与90%亮度均匀性。 qNLG-m,n<  
(&w'"-`  
    2.VR头显光学系统 v[aFSXGj)  
9'qU4I  
    菲涅尔透镜与折叠光路 fcuU,A  
qm.30 2  
    CodeV可优化菲涅尔透镜的齿形参数,减少杂散光与眩光。例如,在某VR头显中,通过优化将系统MTF在50lp/mm处提升至0.3以上,同时将模组厚度压缩至30mm。 ?9_RI(a.}  
wz,T7L  
    Pancake光学模组 GAZw4 dz  
Q}a,+*N.  
    在超短焦Pancake设计中,CodeV通过全局优化算法平衡视场角、眼动范围(EyeBox)与体积。例如,某VR设备采用Pancake光学模组,实现100°视场角与15mm眼动范围,同时将模组厚度压缩至20mm。 :N826_q  
C/JeD-JG  
    3.工业级AR/VR设备 H9x,C/r,  
N34.Bt  
    医疗内窥镜AR Y=%SK8]Q;  
fjE  
    CodeV支持消热差设计与高分辨率成像。例如,在医用AR内窥镜中,通过优化将工作距离误差控制在±0.01mm以内,并实现4K分辨率成像。 PJ=N.x f}  
6hE. i x  
    军事头盔显示器(HMD) v{N4*P.0T  
aAlES< r  
    在夜视与热成像融合系统中,CodeV通过多光谱优化提升目标识别能力。例如,某军用HMD支持可见光、近红外与热成像三模融合,视场角达60°,分辨率达1920×1080。 sg.8Sd"]7  
^ lUV^%f  
    四、典型案例:技术落地的实践验证 $#cZJ@;]  
an4^(SY  
    1.AR眼镜波导模组优化 6N{V cfq  
d$3;o&VUNI  
    某AR眼镜厂商采用CodeV设计SRG波导模组,面临以下挑战: >y2;sJ4]D%  
~\4B 1n7  
    需求:实现50°视场角、85%透光率,并抑制彩虹效应。 l1_Tr2A}7/  
MWsjkI`  
    解决方案: `m~x*)L#  
i/&?e+i  
    通过CodeV的衍射光学建模工具优化光栅参数,将RGB光耦出效率提升至85%以上。 5}4f[   
.`iG} j)\  
    采用全局优化算法调整波导厚度与光栅周期,将彩虹效应强度降低至0.1%以下。 6,ZfC<)  
re\@v8w~  
    成果:模组厚度压缩至3mm,视场角达50°,亮度均匀性超90%,彩虹效应不可见。 SWAggW)  
?P+n0S!  
    2.VR头显Pancake光学模组设计 `5[$8;  
N2?o6)  
    某VR设备厂商采用CodeV开发超短焦Pancake光学模组,面临以下挑战: m3apeIEi[  
*^BW[C/CTR  
    需求:实现100°视场角、15mm眼动范围,并将模组厚度压缩至20mm。 uhyw?#f  
4(VVEe  
    解决方案: L|y4u;-Q  
u|!On  
    通过自由曲面设计优化反射镜曲率,平衡视场角与体积。 o -< 5<  
!)jw o=l}J  
    采用全局优化算法调整透镜间距与材料折射率,将眼动范围提升至15mm。 Dq#/Uw#  
jWn!96NhlL  
    成果:模组厚度仅20mm,视场角达100°,眼动范围15mm,MTF在50lp/mm处达0.35。 Xq3n7d.  
dLtSa\2Hn  
    3.工业AR内窥镜成像系统开发 bIFKP  
hX-([o  
    某医疗设备公司采用CodeV设计AR内窥镜成像系统,面临以下挑战: 4G:I VK9  
z (N3oBW  
    需求:实现4K分辨率、±0.01mm工作距离误差,并支持屈光度调节。 E8TJ*ZU  
+`EF0sux  
    解决方案: O/X;(qYd  
9Tgl/}q)  
    通过消热差设计优化透镜组布局,将热漂移误差控制在±0.005mm以内。 O*hd@2hd  
M18H1e@Al  
    采用全局优化算法调整透镜曲率与间距,将工作距离误差优化至±0.01mm。 $/\b`ID  
~R;9a"nr  
    成果:分辨率达4K,工作距离误差±0.01mm,支持-5D至+3D屈光度调节。 hK!Z ~  
4?#0fK  
    五、未来展望:技术演进与生态构建 L53qQej<  
2?",2x09  
    随着AR/VR技术向高分辨率、轻量化及多模态交互方向发展,CodeV将持续迭代核心功能: pK)*{fC$`  
A)5-w`1  
    AI驱动的光学设计 @S/PB[%S  
:NB,Dz+i  
    未来版本将集成机器学习算法,实现设计参数的智能推荐与优化路径的自动规划。例如,通过深度学习模型预测光栅衍射效率,减少仿真迭代次数。 r52X}Y  
 u/ Os  
    跨软件协同设计 UbBo#(TZ)  
Hpo/CY/  
    CodeV将加强与LightTools、RSoft等工具的互操作性,支持从光学设计到照明分析、杂散光抑制的全流程协同。例如,在AR眼镜设计中,通过联合仿真优化波导与显示模组的耦合效率。 zeqP:goy  
.g CC$  
    云原生与并行计算 nI1DLVt  
CYr2~0<g  
    软件将支持基于云服务器的并行计算,大幅提升复杂光学系统的仿真效率。例如,在超表面透镜设计中,通过云平台实现百万级单元的快速优化。 y-UutI&  
"3!!G=s P  
    作为AR/VR光学模组开发的核心工具,CodeV通过复杂表面建模、全局优化算法、多物理场耦合分析及公差优化等功能,系统性解决了微型化、光路耦合与人眼感知适配等关键技术难题。从消费级AR眼镜到工业级医疗设备,其技术价值已渗透至产业链各环节。随着XR技术的持续演进,CodeV将继续推动光学设计范式的变革,为沉浸式体验的普及提供核心驱动力。 G2FP|mf,  
-qki^!Y?  
    如果您有购买CODEV等光学软件的需求,请通过以下的方式进行咨询! -IBf;"8f  
/PP\L](  
    联系人:光研科技南京有限公司徐保平 sZ,MNF8i  
(S :+#v  
    手机号:13627124798
hello2024 2025-05-13 11:52
谢谢,了解一下。
查看本帖完整版本: [-- Code V光学软件在AR/VR光学模组开发中的应用 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计