OptoEYE 镜头专为近眼显示器的精确视觉图像质量测量而设计。它的设计反映了人眼的主要特征，其紧凑的外形可确保在预定的眼箱中轻松定位，从而对 NED 波导或整个系统进行流畅而精确的测量。

OptoEYE 是一种双成像远心锥形透镜。圆锥透镜又称 F-Theta 透镜，其设计目的是保持恒定的角度放大率。它们在角度空间内工作，反映了人眼的自然行为，简化了图像分析。

由于人眼是一个扫描系统，不仅眼球会旋转，头部也会旋转，因此人类会自然地以角度方式感知世界。OptoEYE 的设计符合这种自然感知，将光学角度空间转换为图像传感器上的 X 和 Y 笛卡尔坐标。这种转换使 OptoEYE 能够以与人眼相同的方式解释输入的视觉信号。

OptoEYE 的远心光学系统可确保光线始终以完美的法线入射角进入传感器，无论像素在传感器上的位置如何。在使用 OptoColor 等滤光片时，这种均匀性尤为有利，因为滤光片通常有自己的角度响应。远心光学系统通过保持一致且可预测的光路，确保滤光片性能可靠，不会出现角度响应变化。

远心光学系统还能最大限度地减少相机重新对焦时产生的放大率变化。通常情况下，普通相机镜头在从近景重新对焦到无限远时，图像放大率会发生轻微变化，即 “呼吸”。为远心图像空间设计的镜头可消除这一问题，确保角度校准（或将物体从角度空间映射到传感器的笛卡尔坐标）保持不变。这种放大率和角度映射的稳定性使 OptoEYE 成为精确成像应用的理想选择，因为在这种应用中，一致性至关重要。

OptoEYE 采用虚拟入口瞳孔，工作距离约为 3.7 毫米。系统光圈是一个电动内虹膜，其图像投射在第一个物理透镜表面前几毫米处。这种独特的机械特性使 OptoEYE 能够定位在人眼自然会出现的位置，即使在测量过程中其他机械部件占据了该空间。

在投影仪模式下使用透镜，需要将光线聚焦到波导的一个小输入端口时，虚拟光圈尤其有利。

内部虹膜可调，可模拟 1 毫米至 5 毫米的人体虹膜直径。OptoEYE 还配备了一个电动调焦装置，调焦范围为 +/- 4 斜度。这种灵活性使 OptoEYE 能够复制人眼的光学行为，即使在具有挑战性或受阻的环境中也是如此。

OptoColor 将 OptoEYE 镜头与先进的彩色滤光片和精确校准相结合。OptoEYE 可实现对焦、正确的视野以及模拟人眼的光学行为。集成照相头可进行分辨率测量、畸变分析和捕捉人眼感知的视觉数据，从而增强了系统的功能。滤光片轮的加入带来了精确的色彩视觉，使 OptoColor 成为评估近眼显示器光学和色彩性能的综合工具。

与 OptoGrayscale 和 OptoColor 一样，OptoProjector 也是在角度空间中操作，将背照式网罩投射到图像中。

• 角空间投影: OptoProjector 将光线投射到角度空间而非笛卡尔空间，确保投影经过校准，在角度坐标上是平直和精确的。这对于保证与人类观察者的行为相似至关重要。
• 外部虚拟光圈: OptoProjector 的一个突出特点是使用外部虚拟光圈。这种虚拟光圈可将光线集中到一个紧凑的区域，这在处理占据传统光圈可能放置的物理空间的被测物时尤为重要。虚拟光圈可实现精确的光线控制，而不会妨碍 DUT，从而提高了测量的准确性。
• 波导兼容性: 近眼显示波导通常使用微型投影仪引导光线通过仅几毫米宽的入口孔。借助虚拟光圈，OptoProjector 可以复制这一过程，确保将光线准确投射到如此狭小的空间。