摘要 -2u+m Kpbber 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。
5oy MR_yl #)eJz1~
&WV 9%fI z:,!yU c 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 0r&9AnnWu+
>$9yQ9&|
|(8h:g
"TNUw&ih 任务描述 ':>*=&
S#z8H+'
.
zMM86 c QX3![;0F 光导元件 %QZ!Tb
1VsEic
-L<Pm(v& ]xeyXw84k 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
JF=ABJ= r6_a%A*
8"rX;5
vP 7VBw@Rh 输入耦合和输出耦合的光栅区域 HcUz2Rm5XP
6242qb
Q]:%Jj2 4}FfHgpQ 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
a<36`#N 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
i^KYZ4/% vw6FvE`lC
UAO#$o( !/Ps}.)A` 出瞳扩展器(EPE)区域 *<j @+Ch
a[rUU'8
;z=C]kI6M A^pp'{ !. 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:
xT8"+} J8DbAB4X
n(1"6 *G=AhH$t 设计&分析工具 K0@7/*% VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
]vFmY - 光导布局设计工具:
I]$d,N!. 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。
3?(p; - k域布局工具。
EKD>c$T^ 分析你的设计的耦合条件。
YTit=4| - 尺寸和光栅分析工具。
O{R5<"g 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
N^N?!I k| o,gcU
7T Bo*-! OwaXG/z~ 总结-元件 dVfDS-v!
h;M2ylOu.
eP?|U.on 0E[Se|!
A UV$ S2 k~dr;j 结果:系统中的光线 .>&fwG OK}"|:hrd 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
&3J#"9_S LeCU"~
=SnR9In <`q o*__1 所有在光导内传播的光线:
C%>7mz-v5 b4ivWb |`
t_Wn<)XA dp+Y?ufr FOV:0°×0°
mio'm 7:%K-LeaQu
e>)5j1 (?[cDw/{J: FOV:−20°×0°
<H/H@xQ8G Hyg?as>}u
-;*Z!|e9 !Ua#smZ FOV:20°×0°
F o6U" IWgC6)n@n
0iHI"9z {IvCe0` VirtualLab Fusion技术 Wg1WY}zG
)frtvN7