摘要 9>+>s ?IgK t>]W+Lx#
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。
=pe O% M(8xwo-W
x75;-q 3Dc^lfn 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ' q9Ejig
j 1'H|4
'NWvQR<X
Jur$O,u40l 任务描述 ~(m6dPm$}m
ZHen:
&[\zs&[@y y%--/; 光导元件 Q3lVx5G>4
~=wBF
XF{2'x_R $_
$%L0)5 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
j,,#B4b j+<!4 0#
EHe-wC lItr*,A] 输入耦合和输出耦合的光栅区域 /XRgsF
D622:Y886
e /XOmv ICo Z<;p 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
K~L"A]+ 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
X pXhg*}K jbOzbxR?
^(xVjsHp# kH=~2rwm 出瞳扩展器(EPE)区域 P\c0Q;){h"
!/&~Feb
\@2sI Vfw +m1sS 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
[-[|4|CnOm `).;W
n O}x,sG2' zJ0'KHF}o 设计&分析工具 mR{%f?B VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
}=3W(1cu- - 光导布局设计工具:
gvZLW!={ 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
D/{ Spw@ - k域布局工具。
1 _W5@) 分析你的设计的耦合条件。
OQX ek@~2 - 尺寸和光栅分析工具。
G[yN*C 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
Q!%CU8!`& ;rta#pRn
qf]OSd I|[aa$G 总结-元件 }\ui}\
;Wr,VU]
28+Sz>SP d>4e9M"
"=!QSb h$zPQ""8 结果:系统中的光线 @p2dXJeR< 'E8dkVlI 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
M/sqOhg {_MU0=7c\
WU,72g= L{CHAVkV 所有在光导内传播的光线:
1J*wW# e {78*SR
e]X9"sd0= 1}q[8q FOV:0°×0°
l1_X5DI dl$l5z\
<u($!ATb .y[K =p3 FOV:−20°×0°
z06pX$Q.< :* /``
:U[_V4?7 r@<; FOV:20°×0°
't_=%^q o_*|`E
~ pdf' u]MF
r2 VirtualLab Fusion技术 ^9b
`;}) .
s*YFN#Wuc