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[分享]Ansys Zemax | 建立增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器 [復(fù)制鏈接] |
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)系統(tǒng)為多道光路的架構(gòu)和自由曲面(free-from optics)的使用提供了良好的示范。這篇文章說(shuō)明了如何在序列模式中,使用楔形棱鏡(wedge-shaped prism)和自由曲面建立頭戴式顯示器(HMD)。我們將以三個(gè)范例檔案演示不同階段的模型建立。(聯(lián)系我們獲取文章附件) 簡(jiǎn)介 在設(shè)計(jì)一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmented reality, AR)透視頭戴式顯示器(OST-HMD)時(shí),我們會(huì)針對(duì)兩道光路進(jìn)行優(yōu)化:微顯示器的投影路徑以及供用戶看見(jiàn)外界的透視路徑。為了達(dá)到最佳的AR效果,光學(xué)設(shè)計(jì)者必須確保虛擬圖像和現(xiàn)實(shí)景物能正確結(jié)合。此技術(shù)可被廣泛應(yīng)用在軍事和醫(yī)療輔助等方面。 考慮到實(shí)際用途,設(shè)計(jì)者必須將整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成一個(gè)精巧且非侵入式的裝置,同時(shí)具備大視角(FOV)和小f-number等優(yōu)點(diǎn)。這篇文章說(shuō)明如何使用楔形自由曲面棱鏡和膠合輔助鏡頭(cemented auxiliary lens)建立上述的光學(xué)系統(tǒng)。 參考專利 本文的范例參考了專利Patent US 2014/0009845 A1的設(shè)計(jì)。 在范例檔案中,我們針對(duì)各表面大量的運(yùn)用了傾斜(tilt)和偏心(decenter)技巧。在下方的示意圖中,我們可以看到系統(tǒng)使用自由曲面棱鏡(FFS prism)和膠合輔助鏡頭(cemented auxiliary lens, 圖中黃色部分)這兩個(gè)光學(xué)組件改變?nèi)肷涔獾男羞M(jìn)方向。FFS的使用增加了設(shè)計(jì)的自由度,使系統(tǒng)可使用較少的光學(xué)組件達(dá)成目的,大幅減少裝置的重量。另一方面,膠合輔助鏡頭(cemented auxiliary lens)可有效修正畸變,改善透視影像的質(zhì)量。 |