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。
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{ *@&V=l 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 /?6
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0-U%R)Q 任务描述 Zor Q2>
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46c0;E\9 8;Df/% 光导元件 iP?=5j=4
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jt&rOPL7 /6p7k 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。
8#a2 kR<b 'S;l" V j_z"t7q B{Lcx ~ 输入耦合和输出耦合的光栅区域 cX48?srG
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4)d#dy::\ b#_u.vP 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。
Yo2n[ 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。
9 N@N U:M+ 4iZ7BD u[coWaPsZ ,SoqVboRl 出瞳扩展器(EPE)区域 (t-JGye>
J<7nOB}OD
'FGf#l< $:0?"?o); 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
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iM6q<Ht BO-=X
78f@ 设计&分析工具 mybjcsV4
VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
nsV;6^> - 光导布局设计工具:
pkEqd"G 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
.tRWL! - k域布局工具。
{@`Z`h"N 分析你的设计的耦合条件。
2sXX0kq~V - 尺寸和光栅分析工具。
MIWI0bnf 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
'B$qq[l]S ,W~a%8* NxQ+z^o\ v8o{3wJ 总结-元件 ;/.XAxkFL
wr;8o*~
9WsGoZPn EX^j^#N ih/MW_t=m= rz3!0P!"K 结果:系统中的光线 I:%O`F E;^~} 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
2x&mJ}o#k O U3KB HX:rVHY Y;WHjW(K 所有在光导内传播的光线:
)mMHwLDwH RA~%Cw4t $^4URH U.HeIJ# FOV:0°×0°
7ehs+GI :TzHI l~V^ s'|^ 6/ FOV:−20°×0°
U[UjL)U DU/WB ]MXeWS( [#emm1k FOV:20°×0°
L5tSS= e$+?l~ U`fxe`nVa 4^mpQ.]lO VirtualLab Fusion技术 ?`%)3gx|
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