[OpTic]

Есть предложение обсуждать вопросы по расчету оптических систем и моделированию отдельных оптических узлов в одельной ветке форума.

[luckylamer]

какими пакетами пользуетесь?

[OpTic]

А какая разница, какими? (ну в смысле, что лучше Zemax, CodeV, Oslo, Opal, Prizma, LinZik, Light Tools, Trace Pro, OptisWorks или авторский код в Матлабе или в Маткаде, или даже трассировка лучевого пакета в Excel?)
По-моему, главное - это правильно сформулировать задачу и придумать, какой будет исходная оптическая система, которая обеспечит принципиальное решение поставленной оптической задачи. А далее идут относительно стандартные для оптика этапы: светоэнергетический, габаритный, аберрационный расчет, задание и моделирование оптической системы в удобном САПР, оптимизация, подготовка конструкторской документации (КД) на изготовление. Может быть я ошибаюсь, но владение модными программами - это не 100% гарантия успеха в оптике, программа - это всего лишь инструмент в руках мастера.
К примеру, как Вы думаете, в каком пакете лучше смоделировать перенос изображения от LCOS в глаз внутри трехслойного волновода с дифракционными решетками в оптчиеской системе очков HoloLens ?


или какими пакетами нужно пользоваться для моделирования оптического модуля Lumus?

[luckylamer]

есть ответ? у меня нет. дифракционная оптика меня не возбуждает.
есть более приземленный вопрос. что не так в этой схеме?

есть вариант в optgeo

Сообщение отредактировал luckylamer: 19 Январь 2017 - 17:11

[OpTic]

luckylamer (19 Январь 2017 - 16:37) писал:

есть более приземленный вопрос. что не так в этой схеме?

могли бы Вы пояснить, а в чем, собственно, заключается ваш вопрос?

[luckylamer]

делать из стекла на коленке довольно затруднительное занятие. хотелось проконсультироваться бы на предмет возможных багов.

[aksel]

luckylamer (19 Январь 2017 - 16:37) писал:

есть ответ? у меня нет. дифракционная оптика меня не возбуждает.
есть более приземленный вопрос. что не так в этой схеме?
1.GIF
есть вариант в optgeo

А в чем проблема? Только в технологичности изготовления двух тороидальных зеркал, небось еще и асферических высокого порядка.

[luckylamer]

хотелось бы без асферики

[OpTic]

А какое поле зрения (по диагонали) требуется получить?
Размер дисплея? Количество элементов?
Расстояние от светоделительного зеркала до роговицы?
Удаление изображения относительно глаза?
Габаритные ограничения?

Требование по качеству:
- Угловой предел разрешения?
- Дисторсия?

[luckylamer]

1 чем больше тем лучше)
2 0.44" 640х480
3 чтобы влезла линза +3 - -6
4 в этой схеме минимальное
5 пока нет

1 по моему это уже производное
2 дисторсия здесь насколько понимаю если с триплетом только по бокам

[aksel]

здесь внеосевая неосесимметричная система, причем в меридиональной плоскости и в саггитальной лучи соответсвтенно идут по разному. Чтобы компенсировать астигматизм, который тут неизбежно возникнет, придется делать тороидальную поверхность с разными радиусами кривизны по двум плоскостям. таким образом, обойтись можно одной тороидальной поверхностью. При этом, система построена почти симметрично относительно входного и выходного зрачка, т.е. обе зеркальные поверхности примерно одинаково удалены от зрачков, что хорошо с точки зрения оптимизации как раз компенсировать будет не очень сложно. А почему я говорю о высоких порядках : Система из дух зеркал может быть свободна от аббераций для осевой точки, например телескопическая система Мерсена. Но для венеосевой точки ( а ведь поле хочется побольше) там вылезает ужасная кома. Для компенсации аберраций сферического зеркала - можно применять еще одно зеркало сложной формы, установленное в центре кривизны ( система зеркальный Шмидт), но там асферика 6-го и более высокого порядка и еще неосесимметричная, да и кривизна поля там неустранима. Так что тут уж точно без асферики не обойтись, тем более для большого поля зрения.
Теперь вопрос - а зачем еще линза между светоделителем и зрачком глаза? Очки?

[luckylamer]

"причем в меридиональной плоскости и в саггитальной лучи соответсвтенно идут по разному"
да наблюдал, хотел попробовать цилиндрическую линзу
"обойтись можно одной тороидальной поверхностью"
при внеосевом хитрая трапеция, пробовал краем толстой линзы эффект есть но походу нужна кривизна отличная от сферической.
"там вылезает ужасная кома"
при полной симметрии как раз комы нет. на этом рисунке она есть, но есть вариант с полной симметрией.
вопрос какое минимальное расстояние от глаза до виртуального изображения можно заложить.
"Теперь вопрос - а зачем еще линза между светоделителем и зрачком глаза? Очки?"
конечно)))

[OpTic]

Пример дизайна внеосевой системы c полем зрения 40° × 30°, выходным зрачком 15 мм, удалением выходного зрачка 70mm от светоделителя.
http://diyprojector....12452_thumb.jpg

Спецификация:
______________________________________
______________________________________
Image source Microdisplay OLED
Size 0.6 in. (1.5 cm) diagonal
Active area 12:2mm× 9:15mm
Resolution 800 × 600 pixels
Relay lens
Configuration Off-axis configuration
Exit pupil diameter 15mm
Effective focus length 28:74mm
F-number 1.94
Eye relief >60mm
Field of view 40° × 30°
Image quality
MTF >30%@35 line pairs=mm
Distortion <10%@maxium field
Vignetting <10%over entireFOV
____________________________

Уравнение поверхности 1 на оптической схеме представляется в виде полинома (x-y) 4 степени:
http://diyprojector....12590_thumb.jpg
Профиль поверхности 1 представлен на графиках:
http://diyprojector....12764_thumb.jpg
Остаточная дисторсия:
http://diyprojector....12918_thumb.jpg
Вид светоделительного зеркала:
http://diyprojector....12979_thumb.jpg
Внешний вид прототипа устройства:
http://diyprojector....13161_thumb.jpg

Прикрепленные изображения

• 
• 
• 
• 
• 
• 

[luckylamer]

есть ощущение что я это уже видел в смысле сам шлем

[OpTic]

... данные взяты из статьи OSA.

[luckylamer]

это не наш метод. тогда уж лучше объектив п/п зеркало параболическое зеркало и п/п зеркало как комбинер одно хреново олед дорогие и жрут как слон.

[OpTic]

Oled, lcos или lcd - не принципиально. Считайте, что это предмет размером 15мм по диагонали. Параболическое зеркало даст сильнейшую кому при больших полях.
Пример был приведен для того, чтобы показать, какая поверхность может исправить аберрации для внеосевой децентрированной системы. Кстати, обратите внимание, вводятся наклоны и децентрировки для некоторых оптических элементов проекционной системы. И показать, какую форму поверхности должен иметь силовой выводной элемент. Чтобы не рассуждать про тороидальные поверхности...

[luckylamer]

"Олед, лкос или жк - не принципиально"
отнюдь, почитал даташиты на лкос контраст 200 лучше сразу глаза выколоть.
"Параболическое зеркало даст сильнейшую кому при больших полях."
при осевом тоже?

Сообщение отредактировал luckylamer: 20 Январь 2017 - 20:05

[OpTic]

При осевом разумеется ок, парабола формирует идеальный волновой фронт.

[aksel]

luckylamer (20 Январь 2017 - 10:57) писал:

вопрос какое минимальное расстояние от глаза до виртуального изображения можно заложить.

Минимальное расстояние работы глаза - около 90мм, но это при сильном напряжении мышц аккомодации, а нормальным считается от 250мм. Для того, чтобы при этом смотреть в бесконечность, желательно не сильно напрягать глаз при этом. Таким образом, при фокусном расстоянии глаза около 20мм, можно принять начало бесконечности не менее 50 фокусных глаза, т.е. на расстоянии 1м.

Цитата

при осевом тоже?

Осевое (осесимметричное относительно оптической оси) расположение параболоида? или осевой пучок?
Если про осевой пучок, то парабола дает идеальную точку, а вот если про осевое расположение параболы, то для точки вне оси она даст кому. И никуда от этого не деться.

Цитата

Кстати, обратите внимание, вводятся наклоны и децентрировки для некоторых оптических элементов проекционной системы.

Совершенно верно, а иначе не скомпенсируешь остаточные аберрации от зеркальной части.
Хочу заметить, что дисторсия в этой системе великовата (10%), ее можно частично скомпенсировать взяв микродисплей с большим числом точек и далее программно.

Цитата

олед дорогие и жрут как слон.

Дорогие да, жрут много только те, которые против солнца в ясный день пересветят, только они еще дороже и так просто их не купить (даже инфу про них интернете по крупицам можно найти).