摘要 u8QX2| |Can 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。
&~EOM vbU{Et\^
P[~a'u :n4x}% 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Qp}<8/BM\
wim}}^H
G.8ZISN/
k,J?L-F 任务描述 $ hapSrS
X-)6.[9f
t s&C0 H{If\B%1t 光导元件 2Qy&V/E ?
j<u`W|vl
a>6p])Wh QQJcvaQ 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。
O #"O.GX< z!tHn#
O B:G5B` &%<G2x$ 输入耦合和输出耦合的光栅区域 W=drp>Uj
hO8B]4=&*
AiuF3`Xa W-MQMHQ 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。
C|+5F,D 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。
OLq/OO,w q :gH`5N
,fbO} YGB|6p( 出瞳扩展器(EPE)区域 />$kDe
H)Yv_gT
YAD9'h]d\ b.F2m(e2 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:
iPao54Z lxbZM9A2
}0I ! n@ z
'j%.Dd8 设计&分析工具 Rh39x-`Z 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。
ry:tL0;;e# - 光导布局设计工具:
B; ~T|ex u 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。
)57OZ - k域布局工具。
-<.>jX 分析你的设计的耦合条件。
7J)-WXk - 尺寸和光栅分析工具。
7J\I%r 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
)<+Z,6 2HUoT\M
bR.T94-8y xf |=n 总结-元件 Bi]%bl>%
FBe1f1
sm
_:T\[sz5 K-K+%U
/IgTmXxxj NWFZ:h@v 结果:系统中的光线 &iTsuA/7 Mb-C DPT 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
27)$;1MT: hsi#J^n{
f"/NY6 cOIshT1 所有在光导内传播的光线:
x\)-4w<P 7#Mi`W
h)sc-e % 30&6 " FOV:0°×0°
.iw+# ?k/Uw'J4u/
Hc}(+wQN% T2k5\r8 FOV:−20°×0°
${e{# /Z-|E
Uj_%U2S$ 97Whn* FOV:20°×0°
V<1dA\I" +3VY0J
vAX %i( 4 o;}o"-s VirtualLab Fusion技术 {whR/rX`
wqJH