?i'N9 /( 在为增强和混合现实(AR&MR)应用设计光波导设备的过程中,所提供的
视场(FOV)等
参数是主要的兴趣所在。为了突破可实现的最大视场的极限,人们研究了各种方法,例如在从入射耦合到出射耦合的传播过程中分割视场的
系统。一个非常流行的方法是所谓的 "蝴蝶出瞳扩展",即在FOV的正负部分使用两个独立的EPE光栅区域,这也被应用于微软的Hololens2。在这份
文件中,我们展示了在VirtualLab Fusion中实现这样一个EPE概念,它基于微软的US9791703B1专利。
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k +)$oy] &Z'3n9zl 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 7W[+e&
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O?,Grn%'. 任务描述 lEAf\T7
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Zp` t?1b(oJ 光导元件 1?I_fA}
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"qh~wK J <tUl(q+ty 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
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'L -A]-o 输入耦合和输出耦合的光栅区域 GY`mF1b
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2P,%}Ms d)>b/0CZ 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
u~c75Mk_v 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
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I"+b\K CH9Psr78 出瞳扩展器(EPE)区域 +h]~m_O
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y:',)f } RE0ud_q2 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
1R.|j_HYy XgI;2Be+&a po9f[/s'+o 'nIKkQ" N 设计&分析工具 ~Z`Cu~7 VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
=O%Hf bx - 光导布局设计工具:
icK>| 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
$sxRRem{? - k域布局工具。
y
g:&cIr, 分析你的设计的耦合条件。
8AVtUU - 尺寸和光栅分析工具。
[CG3&J 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
fK|P144 v?Zo5uVoq 1,7 v\lKY*@f 总结-元件 8|L;y[v
Y{d-k1?s5
??#SQSU RNo~}# H-,p.$3} dL]wu!wE 结果:系统中的光线 7v&>d, =odK i "-6 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
M3G ecjR vw6>eT {TXfi'\ vRh)o1u) 所有在光导内传播的光线:
cJE4uL< 3a?|}zr4 ]f~!Qk!I7r )DGJr/) FOV:0°×0°
x7xMSy 704_ehrlE EK&";(x2( cT5BBR FOV:−20°×0°
NTo[di\_ $0gGRCCG; bcgXpP LAFxeo FOV:20°×0°
Q@1SqK#-DQ Jcy+(7lE) |>RNIJ] 4,08`5{ VirtualLab Fusion技术 1N[9\Yi
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