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。
-wNhbV2 ~+RrL,t#
bOV]!)o G"vEtNoV 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 qe0ZM-C_
?iaO6HD
-*?{/QmKb
?4Zo0DiUB 任务描述 A/j'{X!z
WS@8Z0@RD
ry* 9 E`iE]O 光导元件 sP8_Y,
]tbl1=|
MSt@yKq i.ivHV~- 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。
+]VW[$W k9&pX8#
3);Wgh6 *vzj(HGO 输入耦合和输出耦合的光栅区域 b&pL}o?/k
#N\<(SD/
K*j1Fy: uv7tbI"r 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
ZQ#AE VI, 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
lstnxi%x P$`k*
v
%B Rll !/e8x;_ 出瞳扩展器(EPE)区域 k~$}&O
u$x'P <b
KVpQ,x&q~ Pj*"2
LBW# 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:
]#$rTWMl' #}'sknvM}
~$4!C'0 n(Ry~Xu_ 设计&分析工具 byj7c( VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
:HN\A4=kc( - 光导布局设计工具:
~T'$gl 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。
uF-Rl##
> - k域布局工具。
xEe3,tb'e 分析你的设计的耦合条件。
%TQ5#{Y - 尺寸和光栅分析工具。
lMXLd91 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
e= _7Q.cn ew8Manx
+r__>V, RsP^T:M}$ 总结-元件 Q .cL1uHc
)/?s^D$,
ebB8.(k9G3 TbhsOf!
1Q??R} jR,3-JQ 结果:系统中的光线 j|(bdTZY: 0kld77tn
2 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
>zcp(M98 K>`*JJ,
1|#j/ 1`EkN0iZ 所有在光导内传播的光线:
? `# 1?ST*b
BQ77n2(@ je~gk6}Y FOV:0°×0°
T#R*] C]%}L%,
$PKUcT0N9 hc5iIJ] FOV:−20°×0°
j2,w1f}T %KmhR2v
KH76Vts BYsQu.N FOV:20°×0°
WzO[-csy $t42?Z=N&z
CjlA"_!%E $3 ~/H"K VirtualLab Fusion技术 X0gWTs
\"hP*DJ"