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。
.$s>b#m O "4Bk
? 3'O EW Z?q$ 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ,bU8S\8
z{uRqAG
jjTb:Z=.'
EZw<)Q 任务描述 P)k!#*
w1q`
xA7Aw0 A])+Pe 光导元件 q2U8]V U)
=VFPZ
] l@Mo7|w gOSFvH8FU 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。
D>>?8a GyP.;$NHa[
R4x!b`:i XqxmvN 输入耦合和输出耦合的光栅区域 tpQ?E<O
+C8yzMN\
EW}7T3g NJqjW 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
4IUdlb 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
ob(S/t J6s@}@R1
dF#`_!4pbf (h$[g"8 出瞳扩展器(EPE)区域 X
8#Uk} /
xJemc3]2
q wd7vYBc, KbicP< 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:
?mME^?x
Mu {%! >0@7
g)/#gyT4Y OMM5p=2Q 设计&分析工具 eCfy'US;@3 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。
a"Q> K7K - 光导布局设计工具:
`rQDX<? 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。
kE`V@F - k域布局工具。
$6Az\Iu * 分析你的设计的耦合条件。
=|Vm69 - 尺寸和光栅分析工具。
4n9c 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
^U@-Dp,k+ |u5Xi5q.f
M>m+VsJV 3Y6W)$Q 总结-元件 -Rcl(Q}LZ
yG~7Xo5
R|OY5@ 48p< ~#<W\
'qt+.vd Qi?xx') 结果:系统中的光线 +ia N[F$ k'b'Ay(< 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
,2*x4Gycb g71|t7Q
|on$)vm FKpyD 所有在光导内传播的光线:
Rk(2|I *s[bq;$
=T3O; i ?x-:JME0 FOV:0°×0°
*$/!.e n `Ry!
_1EWmHZ? Pko2fJt1 FOV:−20°×0°
_a[)hu8q. hO H
DXc"
s ;N PY j 5{"j FOV:20°×0°
8*\PWl %`b
%TH^
T>e4Og"? }p$@.+ VirtualLab Fusion技术 n)6mfoe
trAIh}Dj