TrueFreeForm 面は、OpticStudio のシーケンシャル面タイプであり、多項式とグリッド ベースのサグ特性の重ね合わせの組み合わせを使用します。さらに、TrueFreeForm 面は、グリッド サグ データ ファイルの各データ点でのサグ値の最適化もサポートしているため、パラメータ化されていない光学系にも最適化できます。これは、空間的に選択的な最適化が必要な場合、または特定の多項式関数が目的のサグ構造をうまく表現できない場合に有利です。

TrueFreeFormでは、グリッド ベースのサグ定義と同様に、バイコニック トロイダル、偶数非球面、ゼルニケ標準多項式、拡張多項式などの多項式関数を使用して、面サグを定義できます。同じ面内でこれらすべてのサグ機能にアクセスできることには、いくつかの利点があります。たとえば、拡張多項式、バイコニック トロイダル、またはグリッド ベースの定義を使用して最適化された自由曲面は、ゼルニケ係数を介して不規則性に対して外部的に許容できるようになりました。おそらく、TrueFreeFormの最も興味深い利点は、サグ グリッド内の点を変数として設定することにより、サグプロファイルを最適化できることです。

この事例紹介の基礎は、自由曲面形式のウェッジプリズムタイプの光学シースルー型のヘッドマウントディスプレイです。これは、Gao C.とHua H.によって提出された特許出願 (JP2017182078A) に基づいています。これは、同じ3つの光学面を使用するはめ込み近赤外視線追跡サブシステムと、フォーカスを提供するウェッジ シングレットをサポートします。最初の設計は、3つの光学面のパラメトリック最適化 (拡張多項式) を使用して OpticStudio で作成されました。TrueFreeForm 面は拡張多項式関数が組み込まれているため、TrueFreeForm 面タイプを最初から使用できます。公称マイクロ ディスプレイの視覚システムが最適化され、その後、視線追跡サブシステムが、最初はパラメトリックな自由曲面光学面の再修正なしではめ込まれました。

図 1. ヘッドマウントディスプレイ光学系にTrueFreeFromを用いた例

TrueFreeForm面を自由曲面最適化の記事はこちらからご覧ください

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