摘要 Cq'KoN%nQ huJ&]"C 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。
+xrr?g #7MUJY+
9
Z/t+8;TMR, CaL\fZ 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ~y/
nlb!
gLy&esJl1
5*1D$mxD"
NdzSz]q} 任务描述 O*0l+mop
m^bNuo
;\=M;Zt W3 'q\+ 光导元件 ~},=OF-b
>U%gctIg
|NpP2|4h BDR.AZ 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
y *fDwd~ *XT/KxLa7
R'C2o] paKSr|O 输入耦合和输出耦合的光栅区域 P@9t;dZN
dvt9u9Vg=
,M^ P! X{\F;Cb* 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
iZM+JqfU|D 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
v"#mzd.tW hM{{\yZS
S/4^ d &Gr jO!y_Y]B 出瞳扩展器(EPE)区域 {\c(ls{
HbXPok
UFp,a0| w+1|9Y 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
rEv$+pP {
S3ZeN,kZ
Fsif6k=4 %Ti}CwI` 设计&分析工具 1 D<_N 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。
E0MGRI"me - 光导布局设计工具:
K':K{ee> 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。
9J9)AV - k域布局工具。
@I_8T$N= 分析你的设计的耦合条件。
6~1|qEe6I - 尺寸和光栅分析工具。
<gJU?$ 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
D"ND+*Q[X 7z!tKs"TMT
=jX8.K4] rdJ d#S 总结-元件 5[*
qi?w=
,PWgH$+
lzYnw)Pv IHJ=i-
%we u 1f /4`
0?/V 结果:系统中的光线 0},PJ$8x x)rM/Kq 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
ReM=eS (UU(:/
L:1^Kxg Y6Lf@}2(i 所有在光导内传播的光线:
XVvK2( RV5n,J
Cb9;QzBVA# 2Fq<*pxAY
FOV:0°×0°
4*e0 hWp D (h18
pBETA'fY ~[\_N\rm FOV:−20°×0°
7tcPwCc{ Lz:(6`S
oE(7v7iY " e}3:U5n FOV:20°×0°
.h>8@5/s bZ|FnY}FB
2UFv9 yp66{o
VirtualLab Fusion技术 K9OYri^TQ
KN7n@$8YM