使用CODE V的2D-Q自由曲面設(shè)計光學(xué)系統(tǒng)（2）

CODE V中的這些選項和分析工具很容易使用。在這個例子中，這些選項和分析功能展示了如何反映基于“增強(qiáng)現(xiàn)實”技術(shù)的光學(xué)系統(tǒng)作為可行性水平的合理設(shè)計，讓一個好的設(shè)計起點適合于作為HMD視覺光學(xué)投影系統(tǒng)做進(jìn)一步研究。 

在CODE V中使用2D-Q自由曲面優(yōu)化的注意事項

在設(shè)計的早期，就應(yīng)該考慮到封裝問題，機(jī)械的約束不會妨礙你的光學(xué)解決方案。CODE V有強(qiáng)大的功能，支持在優(yōu)化過程中對光線間隙進(jìn)行控制。

由于優(yōu)化這類系統(tǒng)的復(fù)雜性，多次運(yùn)行局部優(yōu)化序列可能比運(yùn)行單個優(yōu)化更容易成功。CODE V中的導(dǎo)數(shù)縮放功能有助于避免誤差函數(shù)空間中的深谷，從而有利于找到更好的解決方案。

EFL約束應(yīng)該用ABCD矩陣計算來管理(可在CODE V中得到)，因為近軸值通常對折疊、傾斜、偏心和非旋轉(zhuǎn)對稱系統(tǒng)無效。

將自由曲面的X、Y偏移量限制在合理的斜率偏差（slope departure）的值內(nèi)(以幫助加工)。CODE V提供了在優(yōu)化過程中評估和控制每個表面的入射角的工具。

優(yōu)化過程中應(yīng)保持合理的歸一化半徑值。設(shè)計者可以設(shè)置用戶自定義約束來控制歸一化半徑與最大表面孔徑的比率。

對于2D-Q表面，建議使用邊界框和/或邊緣孔徑。這些限制了光線相交的區(qū)域，以幫助在追跡緊湊折疊幾何時的雜散光路徑最小化。 

總結(jié)

CODE V提供了一種新的基于Forbes 2D-Q型多項式的自由曲面面型。2D-Q曲面可以幫助工程師解決具有挑戰(zhàn)性的設(shè)計問題，同時也為光學(xué)系統(tǒng)的制造提供了更容易加工的曲面形狀。利用這種表面，我們展示了一個全反射AR成像設(shè)備的光學(xué)設(shè)計實例，達(dá)到可行性水平。這個例子顯示了CODE V在光學(xué)設(shè)計優(yōu)化中使用這種新的表面類型的能力，為光學(xué)工程師提供了一個解決當(dāng)今具有挑戰(zhàn)性設(shè)計問題的優(yōu)秀選擇。