&Uu8wFbIJ 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。
jxNnrIA 7C@%1kL
@Xj6h!"R tw%z!u[a 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Tg|/UUn
^
woCwW8n
s\A4y "
Y5?OJO{h" 任务描述 T?V!%AqY:
BEnIyVU;L
;@l5kdZx` c&a.<e3mL 光导元件 TW5Pt{X=f
]3bXJE
X6<%SJC #Qnl,lf 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。
=UMqa;\K 65||]l
6A,-?W'\ MclW!CmJ 输入耦合和输出耦合的光栅区域 U9eb&nd
}6!*H!
.P5OUK akB+4?+s) 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。
S<bsrS*$ 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。
&D*22R4{CX + Ssu^>D
JuTIP6
/G #<EMG|&( 出瞳扩展器(EPE)区域 N497"H</
o1?bqVF;6
9E-]S'Z ?KMGk]_< 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:
]p5]n*0X VYC$Q;Z
mO(A'p "b Os>^z@x 设计&分析工具 L92vb zP VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
C6ry]R@ - 光导布局设计工具:
QssU\@/Q 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
E\lel4ai - k域布局工具。
?|,-Bft3 分析你的设计的耦合条件。
I' TprT - 尺寸和光栅分析工具。
T>qI,BEY 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
CPt62j8 &2\^S+4
X8Y)5,`s \PJpy^i 总结-元件 Zm+QhnY|
.qAlPe L:
.&2Nm&y$K Hu-Y[~9^L:
k^C^.[? ll8Zo+-[ 结果:系统中的光线 !5zDnv .Mb<.R3 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
R7Z7o4jg ~us1Df0bp
yZcnky 3Eu;_u_ 所有在光导内传播的光线:
lJIcU
RI4 U+2U#v=<
#[$zbZ(I>: [,86||^ FOV:0°×0°
5g\>x;cc nC 2e^=^
ayK?\srw pb5q2|u`h FOV:−20°×0°
'Vz Yf^ 7+;$_,Xo<
vtu!* 7m L=# nnj- FOV:20°×0°
c3]`W7E6L x?rn<=
v{c,>]@
_CImf1 VirtualLab Fusion技术 =%Z5"];
|zCT~#