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。
Kh,zp{ f zsD p|,3X*-ynx 2Pz)vnV" 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 1C]mxV=%
Y}UVC|Ef
A$;"9F@
#[ZNiaWT 任务描述 @?YO_</
8P[aX3T7G
A[6D40o hH])0C 光导元件 lOJ3_8
E
whCX'Vaj
[44C`x[8M+ C<u<:4^H 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
GiGXV @dq
RI</T3%~ nBo?r}t4 q[Ed6FM$~ 输入耦合和输出耦合的光栅区域 oasEG6OI8
1p }:K`#{
WPbG3FrL! `iT{H]po 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。
d@aPhzLu 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。
7w?V0pLwn8 yhzZ[vw7k K|^'`FpPO f tE2@} 出瞳扩展器(EPE)区域 #BLmT-cl
_dk/SWb)
Htn''adg5 P<s0f:". 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:
*Tyr h
qT6]* H4{CiZ Rt=zqfJ 设计&分析工具 [:*Jn} 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。
eemw
I - 光导布局设计工具:
f9FEH7S68 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。
bxR6@ - k域布局工具。
JT(6Uf 分析你的设计的耦合条件。
S%{^@L+V - 尺寸和光栅分析工具。
uS}qy-8J 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
\!Cc[n(f# /t"FZ# glo Y@k~ yNU.<d 5 总结-元件 x_VD9
T_3JAH e
nEgDwJ<wl OJ!=xTU%h t'{IE!_ 3 jR I@ 结果:系统中的光线 SSo7
U p;0p!~F=49 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
r=74'g Md[M}d8 vj,OX~| {@YY8SKb9 所有在光导内传播的光线:
2/F";tc\' aTL u7C\-e ~dz,eB Q!*}^W FOV:0°×0°
rU!QXg]uD ta+MH, F :p9y_W R!Lh~~@{( FOV:−20°×0°
|9'`;4W l2Pry'3 G~mLc ($or@lfs FOV:20°×0°
c0aXOG^ ;eY.4/*R ms%RNxU4: qEJ#ce]G VirtualLab Fusion技术 rZ#ZY
0Fc^c[