ZEMAXR 自由曲面、HMD/HUD應(yīng)用-------------------之 自由曲面公差分析 n8 i] z  
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引言： =_2jK0+}l  
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近年來，自由曲面用于光學(xué)設(shè)計(jì)日漸成熟，尤其是隨著頭戴顯示器（HMD），平視顯示器（HUD）的熱潮，在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，混合現(xiàn)實(shí)（AR/MR）及車載顯示中更是大放異彩。 O)*+="Rg  
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自由曲面對于光學(xué)設(shè)計(jì)仍然是一個(gè)系統(tǒng)級的工程，不僅需要考慮優(yōu)化的高效收斂性，還要考慮公差特性及可加工特性等。成像光學(xué)應(yīng)用層次上，自由曲面的公差特性是一個(gè)頗為嚴(yán)格的指標(biāo)，對像質(zhì)影響極大，極大的關(guān)乎產(chǎn)品的良率。 85:=4N%  
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然而目前幾乎所有的光學(xué)軟件都沒有很好的評價(jià)工具對自由曲面進(jìn)行公差分析。本文結(jié)合自由曲面公差分析的著重點(diǎn)，分析了一些常規(guī)方法的局限性；并通過自開發(fā)的模塊，結(jié)合一些案例，給出了較為完整的解決方案。借以拋磚引玉，共同提高！ TH&U j1  
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廣義上講，任何非球面形式都可以稱之為自由曲面，自由曲面提供更多的設(shè)計(jì)自由度，為像質(zhì)提高，提供了更多的可能性及更廣的求解空間。 rk2j#>l$4  
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在AR/MR,HMD/HUD中經(jīng)常用的自由曲面形式為擴(kuò)展多項(xiàng)式表面（Extended Polynomial Surface）， ZEMAXR, CODE VR中都內(nèi)建有該面型，該面型為一系列擴(kuò)展的X,Y高次多項(xiàng)式，含有對稱項(xiàng)及非對稱項(xiàng)。 <I\/n<*  
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圖片:1.png

                  

圖片:2.png

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頭盔顯示器（HMD）                                   車載平視顯示器（HUD） }<v@01  
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一： 自由曲面公差分析的著重點(diǎn) |O|V-f{l  
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A: 面型精度（Irregularity） t
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B: 斜率公差（Slope Error） \5:i;AE  
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這兩項(xiàng)對像質(zhì)有極大的影響，是需要重點(diǎn)考慮的對象。然而幾乎所有的光學(xué)軟件都沒有好的解決方案，不盡如人意。 Q:G4Z9Kt  
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