摘要
rhpPCt O%1v)AT&\ 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。
*19ax&|*S AM"Nn
L"
tx"sH]n ,*4p?|A 建模任务:基于专利US9791703B1的方法
{7!UQrm< O3N0YGhJ
a9n^WOJ6
9_\'LJ 任务描述
_,;j7%j
:Ih|en^w
2fU$J>Y xD&^j$Em 光导元件
)!g{Sbl KZ!3j_pKy
DjU9
uZT =.y*_Ja 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。
d=,%=@ UA[,2MBp
s[8@*/ds k>dsw : 输入耦合和输出耦合的光栅区域
=n^!VXaL]] J7C4V'_
ut>4U'.H mzQ`N}]T: 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。
&t5{J53 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。
yNm:[bOER Ngb(F84H?
x^"ES%* K"<PGOF 出瞳扩展器(EPE)区域
<I}2k =9kN_:-
,>t69 Ad 7W6cM%_B 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:
9}B`uJ X2tk[Kr
[^8n0{JiN s>0Nr 设计&分析工具
e4~>G?rM_ 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。
tbnH,* - 光导布局设计工具:
Kj=b[e% 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。
j)t+jcMUI - k域布局工具。
tBTTCwNT% 分析你的设计的耦合条件。
tpy>OT$ - 尺寸和光栅分析工具。
;['[?wk 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
6t/`:OZC: `h}q
Eo`
b3wM;jv T[=S$n-' 总结-元件
"O8gJ0e >NB?&|
DmXcPJ[9 SWp1|.=Sm
_(m't n>
!_2n 结果:系统中的光线
B2Xn?i3 l H3{GmV8 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
K78rg/` CF|]e:
)otb>w5 L6>pGx 所有在光导内传播的光线:
s4_/&h 8A{_GH{:
[FUjnI l"n{.aL FOV:0°×0°
<8UYhGK jL)WPq!m+
Og;-B0,A +.y
.Mp FOV:−20°×0°
r%DFve:% RtG}h[k/X
q9"=mO0J+ {_RWVVVe FOV:20°×0°
-T6(hT\ ?S?2 0
y/V%&.$o= g+-;J+X8 VirtualLab Fusion技术
_=
#zc4U ::n;VY2&