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wavelab86

2025-05-13 11:00

Code V光學(xué)軟件在AR/VR光學(xué)模組開發(fā)中的應(yīng)用

隨著增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）與虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)的快速發(fā)展，光學(xué)模組作為實(shí)現(xiàn)沉浸式體驗(yàn)的核心組件，其設(shè)計(jì)復(fù)雜度與性能要求持續(xù)提升。CodeV作為全球領(lǐng)先的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件，憑借其精準(zhǔn)的仿真能力、全局優(yōu)化算法及多物理場(chǎng)耦合分析能力，已成為AR/VR光學(xué)模組開發(fā)的核心工具。本文將從技術(shù)挑戰(zhàn)、CodeV核心功能、行業(yè)應(yīng)用及典型案例等維度，深入探討其在該領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)踐。

    一、AR/VR光學(xué)模組開發(fā)的技術(shù)挑戰(zhàn)

    AR/VR光學(xué)模組需在有限體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)高分辨率、大視場(chǎng)角（FOV）、低畸變及輕量化設(shè)計(jì)，其技術(shù)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面：

    光學(xué)系統(tǒng)微型化

    AR眼鏡需將光學(xué)元件厚度壓縮至毫米級(jí)，同時(shí)保持成像質(zhì)量。例如，某廠商AR眼鏡的自由曲面波導(dǎo)模組厚度僅為3mm，但需實(shí)現(xiàn)50°視場(chǎng)角與90%以上亮度均勻性。

    復(fù)雜光路耦合

    波導(dǎo)式AR系統(tǒng)需通過光柵實(shí)現(xiàn)光線的高效耦入與耦出，同時(shí)控制衍射效率與彩虹效應(yīng)。例如，表面浮雕光柵（SRG）需優(yōu)化周期、占空比及深度參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)RGB三色光的均勻衍射。

    多物理場(chǎng)耦合

    光學(xué)元件在熱應(yīng)力、機(jī)械振動(dòng)等環(huán)境下的形變需精確模擬。例如，硅基光波導(dǎo)在封裝過程中可能因應(yīng)力產(chǎn)生微米級(jí)形變，需通過多物理場(chǎng)耦合分析優(yōu)化設(shè)計(jì)。

    人眼感知適配

    光學(xué)模組需匹配人眼瞳距（IPD）及調(diào)節(jié)能力，避免視覺疲勞。例如，某AR眼鏡支持60-70mm瞳距調(diào)節(jié)，并通過動(dòng)態(tài)聚焦透鏡緩解輻輳調(diào)節(jié)沖突（VAC）。

    二、CodeV的核心功能：賦能AR/VR光學(xué)設(shè)計(jì)

    CodeV通過以下功能模塊，系統(tǒng)性解決AR/VR光學(xué)模組開發(fā)中的技術(shù)難題：

    1.復(fù)雜表面建模與優(yōu)化

    自由曲面設(shè)計(jì)

    CodeV支持基于Forbes2D-Q多項(xiàng)式的自由曲面建模，可精確控制表面形貌。例如，在ARBirdbath光學(xué)系統(tǒng)中，自由曲面棱鏡通過非對(duì)稱設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)視場(chǎng)角與體積的平衡，畸變率低于10%。

    衍射光學(xué)元件（DOE）建模

    軟件內(nèi)置衍射光學(xué)屬性建模工具，可模擬光柵的衍射效率與級(jí)次分布。例如，在SRG波導(dǎo)設(shè)計(jì)中，通過調(diào)整光柵參數(shù)，可將RGB光的耦出效率優(yōu)化至85%以上，同時(shí)抑制彩虹效應(yīng)。