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增强现实AR显示器光路设计(2)

发布时间:2019/05/17 点击量:
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          系统是反向设计。实际应用时,HMD光源是微型显示器(如LED、OLED),图像将成像于人眼系统。不管怎样,准确建模和优化,系统应设置成实际出瞳是ZOS中设计的入瞳,微型显示器作为系统的像面。
初始设定包含定义入瞳为6mm和单个视场,便于简单的光线追迹计算。一旦设置完成,可以逐步增加视场角。
棱镜可以使用偏型和倾斜面型来构建,这样可以综合考虑光线是怎么传播的和面型是怎么设定的。图2 显示了光线穿过棱镜的路径和光学面顺序的标注


            Figure 2 Final initial ray trace (post- optimization) of chief ray at 0 degrees through the system. The corresponding LDE is shown below to give a reference for the surface numbers and comments (actual final design values of parameters may vary).
 

          在LDE图表中红色的代表了坐标断点组,黑色备注表示了光学面序号
          比如第8-10面是光学面9,对应的是标注的表面S1,第8面和第10面是光学面9的坐标断点面,用来倾斜和偏心的虚拟面。
          当建模至如上图所示,设置孔径光阑(入瞳)为全局坐标参考,棱镜的第一个面放置在孔径光阑后18.25mm位置,倾斜或平移等操作都必须使得最后光线聚焦至像面。
          光线穿过S1表面(光学面3)至S2(光学面6)。光学面6是反射面,用来反射光线至棱镜内。实际使用过程中,此面是镀上半透半反膜:反射光线至棱镜内然后到达微型显示器,部分光线可直接穿透可看清前方。后面我们会使用多重结构来模拟此种效果。