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。
V4'YWdTi rPLm5ni IpcNuZo9& YSTv\y 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 "2)H'<
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uF9C-H@: 任务描述 `OXpU,Z 6U
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'":lB]hS "NXB$a!: 光导元件 hog=ut
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;U.hxh;+ |yQZt/*SOZ 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
FrL]^59a Z\ja X[&Wkr8x ' ^h~x)@= 输入耦合和输出耦合的光栅区域 )ttUWy$w
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Py@wJEo j}JrE,| 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。
hRrn$BdLX 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
X.f>'0i 5qZ1FE ND>r#(_\ D(AXk8Vub 出瞳扩展器(EPE)区域 ^=RffrlZU
O4cr*MCb5
jv%kOovj V )x$|!( 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:
t\{'F7 ktFhc3);! #Ssx!+q? T|7}EAR=b 设计&分析工具 %_RQx2 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。
M<.d8?p ) - 光导布局设计工具:
)FF>IFHG 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。
si`A:14R - k域布局工具。
[y'f|XN 分析你的设计的耦合条件。
m'6&9Jak - 尺寸和光栅分析工具。
h]5C|M| 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
7hlO#PYZ Mc09ES H%UL%l$ /%}*Xh 总结-元件 +e yc`J
0=* 8
l_P-j96WD #fM#p+v \?0&0;5 C&*oI =6 结果:系统中的光线 hb zC#@q -@yh>8v 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
Pe3@d|-,MU 75"f2; wkA+j9. %Y<| ;0v 所有在光导内传播的光线:
9[b<5Llt s%C)t6`9 )uj Ex7&c /'].lp FOV:0°×0°
M=FxB;v &x[E;P*Fg Ox&P}P0f 3D!5T8 @ FOV:−20°×0°
M)'HCnvs' Co (.:z~ ^?0DP>XA l6YtEHNG FOV:20°×0°
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