摘要 S}Wj.l+F ;rL>{UhG 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。
J1(SL~e], J[l7p6xk
]lKUpsQI H5d@TB,` 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 z4D)Xy"/
`&x>2FJ
ABoB=0.l
i;~.kgtq4 任务描述 ~1TT ?H
!lg_zAV
M3UC9t9] ?r|iZKa 光导元件 ;C =d(
pY
8)iI=,T*
._p2"< >P(.yQ8&kL 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。
z+oy#p6+F. 19R~&E's
~b*|V q}jh>`d 输入耦合和输出耦合的光栅区域 _0
43,
L}Sb0 o.
LsGO~EiJ t^Bs3;E^ 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]QGaWK 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。
EpACd8Fb
)]w&DNc
0 7qjWo/t 9`qw,X&AK_ 出瞳扩展器(EPE)区域 BJHWx,v
GZ5 DI+3
i\
7JQZ ' p!&&.% 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:
qldm"Ul pdN8hJ
!+Cc^{ +#>nOn(B 设计&分析工具 vfT
@;` 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。
Xeja\5zB - 光导布局设计工具:
{LKW%G7 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。
9;*B*S~znW - k域布局工具。
LhF;A~L 分析你的设计的耦合条件。
_W Hi<,- - 尺寸和光栅分析工具。
sjLm-pn3 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
qOD^P Mf5*Wjz.Mc
|w~*p
N0 s 64@<oU<" 总结-元件 @QpL*F
V.RG=TVS
wY`yP!xO xJ|3}o:,
xi]qdiA S;vE% 结果:系统中的光线 u*ZRU
4U eJB !| 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
l0m\2Ttf 1%YjY"j+
e7<//~W7W e>Vr#a4 所有在光导内传播的光线:
\@6nRs8b|N i>n.r_!E
^ $M@yWX6 @iZ"I i&+ FOV:0°×0°
u;xl} (Yzy;"iAu
KKR@u(+"a Zc"Vf]: FOV:−20°×0°
{
jnQoxN N`tBDl"ld
L~yu }t tiL FOV:20°×0°
8*nl Wl9qo WKf->W
b_&;i4[ LFsrqdzJ VirtualLab Fusion技术 TO.71x|
" h,<PF