摘要 EW/N H&{ lo36b zbT 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。
#*3 vE& p ,QLy}=N
jEK{47i v /K_*Drk> 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ;XXEvRk
Vc+~yh.)
E&Sr+D aPD
E cd~H+ 任务描述 ,.&D{$1W
n% s$!R-\
NU[Wj uLG 5"D\n B% 光导元件 DXK\3vf Ot
7*4i0{]
NC|VZwQtm 1h`# H: 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。
A64c,Uv EpENhC0
z0T6a15f!P s*vtCdrE.
输入耦合和输出耦合的光栅区域 Q|f)Awe$
(>dL
$C8s WctGhGH 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
lNvxt6@s 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
XOEf," vQ[ TcV
bLUyZ3m! &]c7<=`K" 出瞳扩展器(EPE)区域 > Qh#pn*
~:-V<r,pe
iF1zLI<A ##U/Wa3 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
1c`Yn:H^ pH0MVu(W
:{?Pq8jP a(x#6 设计&分析工具 TH+TcYqO VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
5gwEr170 - 光导布局设计工具:
RR>G}u9np 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
Sbj{) - k域布局工具。
:Y)G- :S+ 分析你的设计的耦合条件。
={~A}
X01 - 尺寸和光栅分析工具。
q{7+N1
" 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
Rz33_ qA ~bfjP2
g
kqLpt 9A}nZ1Y 总结-元件 5~"m$/yE
|tO.@+[uqP
lV?OYS|4i
--TY[b
K Z0%J5 5ma~Pjt8} 结果:系统中的光线 j g_;pn dj3E20Ws 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
|l,0bkY@& T2 V(P>E
|LE*R@|3$ u2l`%
F`x 所有在光导内传播的光线:
] -G~ QC+BEN$
5R O_)G< h8HA^><Xr FOV:0°×0°
G3t\2E9S J8hH#7WMS
#:nds, Q_A?p$%;L FOV:−20°×0°
xQ8?"K;iX n^rzl6dy
1!2,K ot $9<P3J 1 FOV:20°×0°
AkBEE y;tX`5(fe
u]t#Vf-$u g=kuM VirtualLab Fusion技术 tR-rW)0K3Q
efm#:>H