摘要
diT=x52 /-M@[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。
T.:+3:8|F \}"m'(\c
H9 tXSh WF2-$`x 建模任务:基于专利US9791703B1的方法
+OHGn;C =xN= #
xge7r3i
zGlZ!t: 任务描述
CA s>AXbs {6Au3gt/
n.}T1q|l K|r Lkl9 光导元件
G4-z3e,crr }IaA7f
sM2MLh 'D Z;DCI-Wg 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
A[N{ ml!5:r>
iThSt72 q6d~V]4: 输入耦合和输出耦合的光栅区域
,. EBOUW^ K7)kS
r ,(Mu ~N0sJ% 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
vGd1w%J- 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
5Rv+zQ#GR ~qP[eWe
dY!Z g_.^O$} 出瞳扩展器(EPE)区域
\IM4Z|NN" r%]Qlt~K
['qnn| J$ut_N):N 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
\,G#<>S evuZY X@
-G |a*^ _GYMPq\%L# 设计&分析工具
bZwnaM4"F VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
Ri*3ySyb - 光导布局设计工具:
2@j";+ 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
Tny>D0Z# - k域布局工具。
P5<vf 分析你的设计的耦合条件。
}?8uH/+ZA - 尺寸和光栅分析工具。
S=|@L<O 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
V*[b}Xew W8WXY_yJt
'fd1Pj9~$ ts~{w;c 总结-元件
F\JUx L@8 oMH.u^b]fT
BRRj$)u j Ch=@<9
Ukz;0q E2wz(,@ 结果:系统中的光线
y(jg#7) ~p1EF;4 # 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
aBuoHdg; [#^#+ |{\
\E1U@6a je,}_:7 所有在光导内传播的光线:
%q3$|> +C]&2zc.
l ,|%7- F'RUel_% FOV:0°×0°
3INI?y}t l:B;zi`)oB
iPG0o
% YNdrWBf) FOV:−20°×0°
[tT8_}v$LN _u0$,Y?&