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。
8EPV\M1% hexq]' R =`X@+~%- A2"xCJ0` 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 3EcmNwr
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Rh%/xG#k 3Fn26Rij 光导元件 >M^
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bhSpSul l1N{ujM 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。
= sIR[V'( 7`tnoTUv -i'T!Qg1 ZjEO$ts=@ 输入耦合和输出耦合的光栅区域 BQBO]<99
*<U&DOYV:
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为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
Vrz!.X~ 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
tTyu,%/m Z=!*7@QY _:'m/K3Ee 2>O2#53ls0 出瞳扩展器(EPE)区域 =,[46 ;q
GKY:"q&h
P+3G*M=} 0 \LkJ*i 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
_|TE )h uU.9*B=H9 7Nwi\#o cJ8F#t 设计&分析工具 :/vB,JC VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
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cUo?/ - 光导布局设计工具:
.3|9 ~] 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
Ti3BlWQH - k域布局工具。
#4//2N 分析你的设计的耦合条件。
A]U] - 尺寸和光栅分析工具。
MmWJYF= 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
BQS9q'u_ `6mHt6"h : 6>H\ ?3}UO:B 总结-元件 cfeX(0
DJQ]NY|
U-FA^c; &{]%=stI 3^Yk?kFE DQlaSk4hF_ 结果:系统中的光线 dBlOU.B jq0tMTb%L 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
!W%HAlUAG[ J82{PfQ" %&_(IY$d 0= 'DDy 所有在光导内传播的光线:
Q"hI !PO+ l(]\[}.5 b(Z%#*e =(n'#mV FOV:0°×0°
z t,-O7I'1 .v" lY2:N ax^${s|{- }qD.Ek FOV:−20°×0°
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< Q?a"uei[ hx^a&" FOV:20°×0°
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