中文：光線追跡喉恋；英文：ray trace

率脚牍，使得這種光線追跡簡(jiǎn)化不會(huì)發(fā)生向臀。即使像素密度為每度100s，當(dāng)物體投影離光場(chǎng)顯示顯示器平面太遠(yuǎn)時(shí)诸狭，由于像素之間的衍射券膀，它也會(huì)變得模糊。這種衍射效應(yīng)無(wú)法避免驯遇，并且本質(zhì)上會(huì)降低光場(chǎng)顯示器的深度分辨率和accommodation芹彬。圖3、體素從發(fā)射平面投影的圖示 a 光場(chǎng)顯示叉庐，b 全息顯示為了消除較小像素尺寸所經(jīng)歷的衍射現(xiàn)像舒帮，像素之間需要很強(qiáng)的相干性，從而使光場(chǎng)顯示與全息無(wú)法區(qū)分。再現(xiàn)accommodation的難度引起了視覺(jué)不適玩郊，因此不得不限制顯示的景深肢执。為了再現(xiàn)顯示器平面之外的體素，光線需要被光學(xué)系統(tǒng)聚焦在那個(gè)點(diǎn)上译红。如果不能隨意重新聚焦子像素预茄，光場(chǎng)顯示器只能從發(fā)射平面產(chǎn)生平面波前。如圖3a所示侦厚， ...

光學(xué)設(shè)計(jì)使用光線追跡軟件完成(如圖1e,f)耻陕。設(shè)計(jì)波長(zhǎng)為1000nm、1050nm刨沦、1100nm诗宣。使用Navarro eye model完成視網(wǎng)膜掃描頭光學(xué)優(yōu)化。掃描頭的機(jī)械設(shè)計(jì)使用三維設(shè)計(jì)軟件完成后想诅，結(jié)構(gòu)件經(jīng)3D打印制成梧田。（3）基于線性三角測(cè)量的主動(dòng)追蹤。主動(dòng)追蹤依賴(lài)于三個(gè)黑白相機(jī)(如圖1c,d)侧蘸。其中裁眯，一個(gè)相機(jī)與OCT系統(tǒng)共享一個(gè)物鏡，具有與COT掃描一致的橫向視角讳癌，即共軸相機(jī)(inline camera)穿稳。使用棋盤(pán)標(biāo)定目標(biāo)在共軸相機(jī)坐標(biāo)系中標(biāo)定左右攝像機(jī)位姿。在每個(gè)相機(jī)視角里并行檢測(cè)瞳孔晌坤，當(dāng)至少兩個(gè)相機(jī)檢測(cè)到瞳孔存在時(shí)逢艘，通過(guò) 350 Hz 的線性三角測(cè)量估計(jì)三維空間中的瞳孔位置。相機(jī)與O ...

通過(guò)密集取樣光線追跡來(lái)評(píng)價(jià)光學(xué)系統(tǒng)的質(zhì)量,包括幾何像差骤菠、波面它改、光學(xué)傳遞西數(shù)在內(nèi)的各種評(píng)價(jià)指標(biāo)都可以迅速獲得。無(wú)論使用什么樣的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件商乎，在設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)時(shí),要得到像差獲得最佳校正的良好設(shè)計(jì)結(jié)果央拖，都必須對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)反復(fù)修改。光學(xué)自動(dòng)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用只是加快了這一修改進(jìn)程鹉戚，但不可能跨越它鲜戒。同時(shí)，軟件作為一種工具是要由人來(lái)使用的抹凳，自動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程中人的干預(yù)仍然不可避免遏餐，并且在多數(shù)情況下還起決定性的作用。由于一般的光學(xué)系統(tǒng)赢底，當(dāng)其結(jié)構(gòu)型式一定時(shí)失都，結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變對(duì)高級(jí)像差的影響很小,所以柏蘑，了解初級(jí)像差特征對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)具有重要意義。由之前的問(wèn)問(wèn)張已經(jīng)知道粹庞，光學(xué)系統(tǒng)的七種初級(jí)像差咳焚，分別被七個(gè)和數(shù)所決定。將它們 ...

變形系統(tǒng)系列（三）-三維射線傳輸和折射方程在光學(xué)中信粮，要在系統(tǒng)中追蹤任意光線，我們需要兩個(gè)基本的三維方程:傳遞方程和折射方程趁啸。射線從表面j-1到下面的表面j的傳遞方程為這里分別是射線與前一個(gè)曲面j?1和下一個(gè)曲面j相交的點(diǎn)强缘。為兩個(gè)曲面頂點(diǎn)之間的軸上距離，為兩個(gè)曲面之間的射線方向余弦不傅，如下圖所示旅掂。由斯涅爾定律推導(dǎo)出三維射線折射方程。斯涅爾定律指出访娶，入射光線和折射光線在入射點(diǎn)與表面法線共面商虐，它們之間的關(guān)系為這里n，n'是材料在折射面前后的折射率崖疤，I秘车，I'是入射光線和折射光線與表面法線的夾角。斯涅爾定律可以寫(xiě)成向量形式這里劫哼，r叮趴，r'是沿入射射線和折射射線的單位向量，而n是沿入射 ...

變形系統(tǒng)系列（四）-雙曲面型及其曲面法通用理論為了形成變形圖像权烧，我們需要成像系統(tǒng)內(nèi)具有雙曲率的折射(或反射)表面眯亦。此外，我們需要雙曲率曲面如此對(duì)齊般码，來(lái)保證曲面的對(duì)稱(chēng)平面與x-z和y-z平面重合妻率。這保證了我們的光學(xué)系統(tǒng)將具有雙平面對(duì)稱(chēng)性，因此我們可以在x-z和y-z對(duì)稱(chēng)平面上實(shí)現(xiàn)不同的放大倍數(shù)板祝。將選擇光軸作為對(duì)稱(chēng)平面的交點(diǎn)線」玻現(xiàn)在讓我們列出幾個(gè)已有的雙曲率曲面類(lèi)型的例子，以便我們可以檢驗(yàn)這類(lèi)非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)曲面的基本概念券时。從數(shù)學(xué)的角度來(lái)看囊嘉，比較簡(jiǎn)單的雙曲率曲面類(lèi)型可能是一個(gè)橢圓拋物面，其表面矢高z在笛卡爾坐標(biāo)下表示為其中和分別是x-z和y-z對(duì)稱(chēng)平面曲率的主半徑革为。平行于x-y平面的截面是橢圓扭粱，垂直于x ...

受正常的近軸光線追跡規(guī)律和兩個(gè)對(duì)稱(chēng)平面上的近軸曲率Cx,Cy的控制。為了更清楚地強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)震檩，我們可以將上述兩方程分別寫(xiě)入獨(dú)立的光線追跡方程中琢蛤。對(duì)于這個(gè)旁軸射線的(x蜓堕，xu)分量，我們有注意這兩個(gè)方程與由球面構(gòu)成的RSOS的近軸子午光線追跡方程完全相同博其。其中x-z對(duì)稱(chēng)平面將是子午線部分套才。所以我們可以想象我們有一個(gè)與變形系統(tǒng)的x-z對(duì)稱(chēng)平面相關(guān)的RSOS，我們稱(chēng)之為相關(guān)的x-RSOS慕淡。對(duì)于這個(gè)旁軸射線的(y背伴，yu)分量，我們有我們可以看到峰髓，這兩個(gè)方程與球面構(gòu)成的另一個(gè)RSOS的近軸子午線跟蹤方程完全相同傻寂，其中y-z對(duì)稱(chēng)平面將是子午線部分。所以我們可以想象我們有另一個(gè)RSOS與變形系統(tǒng)的y-z對(duì)稱(chēng)平 ...

據(jù)它們各自的光線追跡方程將它們投影到x-z和y-z對(duì)稱(chēng)平面上通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行光線追跡携兵，我們得到了一個(gè)非常重要的結(jié)論:當(dāng)我們處理一個(gè)變形近軸射線的分量時(shí)疾掰，我們可以想象我們正在處理這個(gè)近軸光線在x-z對(duì)稱(chēng)平面上的投影。這個(gè)投影可以進(jìn)一步想象成一個(gè)近軸光線徐紧，停留在相關(guān)的x-RSOS的x-z子午線平面上静檬。因此，相關(guān)的x- RSOS的所有高斯光學(xué)結(jié)果都可以直接應(yīng)用到這個(gè)變形近軸光線的分量上并级，除了每個(gè)量現(xiàn)在都有一個(gè)下標(biāo)x拂檩，包括x-近軸物體平面位置 , x-近軸入口瞳孔位置 , x-近軸邊緣射線角 和高度 , x-近軸主射線角和高度等等。下圖顯示了中間空間中的這些量嘲碧。相關(guān)x-RSOS的高斯光學(xué)性質(zhì)(中間空間)類(lèi) ...

之前兩個(gè)近軸光線追跡方程改寫(xiě)為如下形式上式適用于也是因?yàn)榈谌龡l光線在我們的變形系統(tǒng)中也是近軸光線广恢，因此將上上式帶入上式，我們有因此我們能夠得到注意呀潭，同樣的過(guò)程可以繼續(xù)到下一個(gè)表面钉迷，以此類(lèi)推。通過(guò)比較兩式钠署，我們看到比例常數(shù)不隨第三條近軸光線通過(guò)變形系統(tǒng)而改變糠聪。因此，在整個(gè)變形系統(tǒng)中谐鼎，它們確實(shí)是常數(shù)舰蟆，我們將它們表示為因?yàn)樗鼈兊闹挡灰蕾?lài)于曲面數(shù)j。因此狸棍，我們證明了第三條光線的分量身害，對(duì)于變形系統(tǒng)中的任意面數(shù)j，可以寫(xiě)成兩個(gè)已知的旁軸斜射線的分量的線性組合草戈。同理塌鸯，可得與y相關(guān)的分量：在實(shí)際應(yīng)用中，這兩條已知的近軸光線通常被看作是近軸邊緣光線(來(lái)自于軸上物體點(diǎn)唐片，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)光闌邊緣的一點(diǎn))和近軸主光線(來(lái)自于 ...

這樣RSOS光線追跡就可以簡(jiǎn)化為子午線平面上的光線追跡丙猬。但對(duì)于變形系統(tǒng)涨颜，一般情況下，如果近軸邊緣光線不停留在任何一個(gè)對(duì)稱(chēng)平面上茧球，它將是一條斜光線庭瑰，其通過(guò)系統(tǒng)的過(guò)程將不局限在任何一個(gè)平面上。類(lèi)似地抢埋，近軸主光線通常是斜光線弹灭，除非物體點(diǎn)停留在其中一個(gè)對(duì)稱(chēng)平面上。由于這些復(fù)雜性揪垄，我們不能將變形近軸光線追蹤簡(jiǎn)化為單個(gè)子午線平面內(nèi)的光線追蹤穷吮。相反，我們需要跟蹤一個(gè)傾斜的近軸邊緣光線和一個(gè)傾斜的近軸主光線福侈，以便完全指定近軸變形系統(tǒng)酒来。在實(shí)際應(yīng)用中卢未，用兩條斜近軸光線來(lái)完整地描述近軸變形系統(tǒng)是不方便的肪凛。因此，我們需要更進(jìn)一步辽社。從之前討論中伟墙，我們知道，對(duì)于斜近軸邊緣光線或主光線滴铅，可以通過(guò)投影到變形系統(tǒng)的x-z對(duì)稱(chēng)平 ...

或不傾斜)的光線追跡數(shù)據(jù)可以由兩個(gè)相關(guān)RSOS中四個(gè)已知的不傾斜的近軸邊緣和主光線追跡數(shù)據(jù)的線性組合而成戳葵。2）此外，比例常數(shù)是所研究的任意變形近軸射線的歸一化對(duì)象和光闌坐標(biāo)汉匙。還要注意拱烁，當(dāng)我們探索物體和光闌平面時(shí)，這些坐標(biāo)是變量噩翠。因此戏自，變形系統(tǒng)中的所有近軸量都可以用兩個(gè)相關(guān)RSOS中四個(gè)已知的非偏斜近軸光線的跟蹤數(shù)據(jù)以及物體和光闌變量來(lái)表示。相關(guān)文獻(xiàn)：《幾何光學(xué) 像差 光學(xué)設(shè)計(jì)》（第三版）——李曉彤 岑兆豐更多詳情請(qǐng)聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電關(guān)于昊量光電：上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)代理商伤锚，產(chǎn)品包括各類(lèi)激光器擅笔、光電調(diào)制器、光學(xué)測(cè)量設(shè)備屯援、光學(xué)元件等猛们，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工、光通訊 ...