本文中，介紹的就是如何利用 SYNOPSYS 軟件建模設計一個三片式 pancake 折疊式光學系統。

以下是初始結構參數，如下表所示：

光學系統的結構圖，如下圖所示：

這個三片式的 Pancake 系統沿光軸由人眼側至顯示屏側依序包括：光源、第一片透鏡、PBS、四分之一波片 QWP、第二片透鏡、第三片透鏡。

其中 PBS 可以反射某種偏振方向的光，并且透射與該反射偏振光垂直正交的偏振光；四分之一波片 QWP 可以改變偏振光的狀態，可以將線偏振光與圓偏振光相互轉化；第三片透鏡右側S6鍍有半透半反膜層。第二片透鏡右側S2鍍有S反P透膜層。

實際應用中，從顯示屏發出的圓偏振光（假設為左旋）通過半透半反鏡（第三片透鏡）進入光學系統。當穿過第二片透鏡和 Half Mirror 時，透射50%的光并保持左旋圓偏振光（LCP）。然后，通過 QWP 將其轉化為S偏振光。PBS 反射S偏振光，重新通過 QWP ，轉化成為左旋圓偏振光（LCP），穿過第二片透鏡，到達半透半反鏡（第三片透鏡）右側S6時反射當前50%的光，變成右旋圓偏振光（RCP），重新穿過第二片透鏡和第三片透鏡，經過 QWP 變為P偏振光，在 PBS 發生透射，最終達到出瞳。因為 Half Mirror 的存在，理論上系統的效率為25%。

設計流程：

先按照設計參數建模。

SYNOPSYS 支持多種基本及復雜面型：

1.先定義好系統物方參數等信息

設定系統單位為mm,鏡頭表面數設定為16，其他選項保持為默認情況

波長在默認的可見光波段中添加0.5461波段，權重設定為1，并設定為短波長

物方參數部分設定，

選擇有限遠物模式，距離為-1000，視場角設定為47.5°；

光闌固定為1表面；

選擇用戶定義的孔徑，孔徑類型為圓形，尺寸為5；

光瞳 YMP1 輸入為5

2.根據光線到達的序列，選擇面型并按照序列設置面型參數；

請評論留言獲取鏡頭代碼

3.定義孔徑及空間位置；

查看實體模型圖：

進行像質分析：

網格畸變

RMS 光斑半徑

基本 PSF

鏡頭基本參數

至此，一個初步的 VR pancake 的基本模型就已經搭建完畢，各位讀者可以嘗試對此案例進行搭建，也可以在本文的基礎上對此文件做進一步像差優化、結構調整或雜散光分析等操作，感謝閱讀。