摘要
8/kO9'.P xg5@;p 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。
,HO/Q6;N {8p?we3l1 d=OO(sf X1z0'gvh 建模任务:基于专利US9791703B1的方法
^d$e^cU iuk8c.TAR VKfHN_m* {kO:HhUg 任务描述
j<-o{6r V'h z1roe m3!MHe~t 5Fm?,^ 光导元件
@:&dOqQ UlZ)|Ya<M 5+"8q#X$ m<LzB_G\ 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。
$zA[5}{ZtQ "1 TM w)SxwlW} U~@B%Msb
L 输入耦合和输出耦合的光栅区域
(=B7_jrl |2` $g ),FN29mZu m`0{j1K 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。
z#67rh{ 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。
r<H^%##,w %ycT}Lu hUvH
t+d #yOY&W:N 出瞳扩展器(EPE)区域
fBh|:2u U.} =j'Us+ j~>
#{"C WZ-{K"56 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:
A+*(Pds bv" ({:x o6%f%:& jl29~^@}1i 设计&分析工具
itMc!bUQ 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。
}+Z;zm@/6 - 光导布局设计工具:
QZP;k!"w 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。
56aJE
.?< - k域布局工具。
[NDYJ'VGe 分析你的设计的耦合条件。
X2 kLbe - 尺寸和光栅分析工具。
z1A-EeT 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
uT2cHzqKB teALd~; e+aQ$1^t 7-B'G/PS/ 总结-元件
%?wE/LU> ur5n{0# [$+61n}.12 zOp"n\ (jMp`4P 3Or3@e5r 结果:系统中的光线
j* ja) ai2}vR 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
2Vr'AEIQ D4T+Gk"n 7:<># .6(i5K 所有在光导内传播的光线:
g}h0J%s Y^f|}YO%y AIo;\35 3P>@ : FOV:0°×0°
_Y~?. hs^ G_o4A:2 0$
EJ4 94/}@<d-= FOV:−20°×0°
?!vW&KJZx XRin~wz|S ]kvE+m&p}^ 7%WI FOV:20°×0°
Q5ao2-\ {)xrg sB >
[7vXm4 IHfqW? VirtualLab Fusion技术
2/WXdo Rh^$0Q*2