O[|X=ZwR:l 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。
=#{q#COK$ a'>n'Y~E
dn_l#$ U #B_H/9f( 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 7Fzr\&
mMCd
x69RQ+Vw
85A7YraL 任务描述 7$R^u7DZ
8@FgvWC
x4?g>v*J }Cb-7/ 光导元件 yRp&pUtb
TeJ=QpGW2
j5~~% p@@*F+ 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。
_@_EQ!= h=kC3ot\
LGYg@DR G//hZwf0 输入耦合和输出耦合的光栅区域 @)ls+}=Y
og4mLoLA
Ju"c!vu~ 1T4#+kW& 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。
M~.1:%khM 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。
nM!_C-yX jZe/h#J)[
J7kqyo" gL7rX a j 出瞳扩展器(EPE)区域 2=VFUR 8
OgzKX>N`A
6R#igLm 60xL.Z 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:
$h
>rs qtz~Y~h|>
srS)"Jt K}Q:L(SSr\ 设计&分析工具 TALiH'w6|e 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。
}E&: - 光导布局设计工具:
K d{o/R 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。
%@HuAcNi - k域布局工具。
9LSV^[QUH 分析你的设计的耦合条件。
sy(.p^Z - 尺寸和光栅分析工具。
j.\0p-, 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
1%";| \9R=fA1 8
onIZ&wrk 1c*;Lr.K 总结-元件 q7I(x_y /
vPrlRG6
Ieh<|O,-C xO4""/n
$3cZS 6$H`wDh#(& 结果:系统中的光线 sg4(@> `4ti?^BNm 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
({cWb:+r m!3D5z]n9
4Zn [F^p 0y2zjXM;3 所有在光导内传播的光线:
bR?xz-g%<3 #wsi><7
` ^;J<l @c).&7 FOV:0°×0°
E
*782> CQ7NQ^3k
eWr6@ 6d3YLb4M$i FOV:−20°×0°
Z=]ujlD g`)0
wP
&
s:\tL 1E0!?kRK FOV:20°×0°
7vc4 JO] =>@
X+4Kb
}#&L {YwdhwJP VirtualLab Fusion技术 ST,+]p3L(
apnpy\in