摘要
fnn/akGKI 4!DXj0^ 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。
*."50o=T 7oZtbBs]M Vi<F@ji HMVyXulU 建模任务:基于专利US9791703B1的方法
;<nQl,2N |Q*{yvfEo ]xN)>A2 wak'L5GQE 任务描述
P6u%-# zAO|{m<A2 NnqAr , nx@h 光导元件
T#-U\C~o 5ii:93Hlj \Qei}5P, Bngvm9k3 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。
_BBs{47{E Hjc *WTu Qk`LBvg1 Gw?$.@L'I6 输入耦合和输出耦合的光栅区域
s?_H<u >2dF^cDE-3 n_Bi HMIU' c^`(5}39v 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
=;y(b~ 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
m$B)_WW _/cL"Wf Q'Vejz/ Q(h/C!rKe 出瞳扩展器(EPE)区域
><"0GPxrx +/DT#}JE }<g-0&GLm wUcp_)aE| 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:
~=Q Tv8 W,ik ;P\ Wtqv \#q|.d$u 设计&分析工具
}WEF*4B! VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
(bON[6OGm - 光导布局设计工具:
>^zbDU1wT 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
.yb=I6D;<3 - k域布局工具。
?$Ii_. 分析你的设计的耦合条件。
IhPX/P - 尺寸和光栅分析工具。
)m.U"giG++ 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
ioJr2wq6 *1CZRfWI gkL{]*9&% ##|]el%Y 总结-元件
#Iwxt3K *W$bhC'w &20}64eW% !\/J|~XZ J~k'b2(p3 q-TDg0 结果:系统中的光线
zHk7!|%Y w ^8i!jCy 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
iuS*Vw {`=k$1 D=:O^< vbSycZ2M7 所有在光导内传播的光线:
Pj{Y x5%x""VEK g~]?6;uu >
,;<Bz|X FOV:0°×0°
H/N4tWk" go
B'C se&Q\!&M C5x*t Q| FOV:−20°×0°
vz3#.a~2 ^!sIEL D'<'"kUd Q$8&V}jVW FOV:20°×0°
gt)wk93d> s0*@zn>h eH^~r{{R M}x]\#MMY VirtualLab Fusion技术
2i)vT)~ ,f^ICM