摘要
Q_*_?yf Eu@5L9A 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。
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?2O( tury<* *#>F.#9 建模任务:基于专利US9791703B1的方法
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R)Q4 .W\ve>; 任务描述
O[~x_xeW W@L3+4 uE_c4Hp wWW~_zP0 光导元件
9G?ldp8 AH7L.L+$M e]+OO
g& 3EFD%9n 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
)9"oL!2h U SOKDDm 2f, B$-# wjU.W5IR 输入耦合和输出耦合的光栅区域
4|J[Jdj 4 (?MUc dFW=9ru+MQ ]o.vB}WsY 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。
)-P!Ae_.v 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。
eBB:~,C^q. Eyh|a.)- =6 %|?5G sLh0&R7 出瞳扩展器(EPE)区域
C?m,ta3 HQVh+ ( x/TGp?\g ,TC~~EWq 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:
?qHF}k| TYS\95< +H'\3^C- a<Uqyilm 设计&分析工具
q=c/B(II! 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。
W? ,$!]0 - 光导布局设计工具:
s${_K* g6 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。
T-L5zu - k域布局工具。
|"k&fkS$ 分析你的设计的耦合条件。
-e>|kPfv! - 尺寸和光栅分析工具。
B!,yfTk] 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
hb^!LtF#Y sOC&Q&eg Cw1(5 jz:gr=*z 总结-元件
iyM^[/-R6 |qUrEGjiSS pG yRX_; 3B9nP._ 2_pz3<,\ xfHyC'? 结果:系统中的光线
Ti= 3y497S S ~|.&0"\ 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
!oMt_k X g()m/KS< vjK, I9 Vewzo1G2 所有在光导内传播的光线:
=MSu3<y, R2^iSl%pj F$Pp]"82'm b7$}JCn FOV:0°×0°
(K
#A ~mH+DV3
B=zMYi Pz473d FOV:−20°×0°
-<oZ)OfU -V=arm\#z k&GHu0z TETsg5# FOV:20°×0°
9*_uCPR epVH.u% 0j@Ix EPs T-P@u-DU VirtualLab Fusion技术
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