摘要
UA'bE~i vKnZ= =B 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。
P8=|#yCi ]+`K\G ^X |?jgjn&RQ GTB\95j] 建模任务:基于专利US9791703B1的方法
0(d!w*RpG w &YUb,{Y ^}2!fRKAmo hAUP#y@:H: 任务描述
B tznms' waz5+l28 RUr ~u
R/1e/ t 光导元件
,(oolx"Xa QN;5+p[N x]YzVJ =Y W0x9^'=s\ 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。
ta.Lq8/ ;4-$C =& hTO5*5]0zP v9J1Hha# 输入耦合和输出耦合的光栅区域
_b>z'4_' 5.-:)= >lmqPuf >4bw4
Z1 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
fph+05.% 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
]Ls T (8~mf$ zx, bkR~>F]FAu F%zMhX'AG 出瞳扩展器(EPE)区域
P;(@"gD8z5 3R$R?^G Y\<w|LkD8 5 jK| 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
QNE/SSL <x$nw'H9 MZ0cZv$v!~ {88|J'*L 设计&分析工具
3qGz(6w6E VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
=KO]w9+\ - 光导布局设计工具:
Tn,_0 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
:xmj42w>^ - k域布局工具。
m{>" 分析你的设计的耦合条件。
x]Nx,tt - 尺寸和光栅分析工具。
g_PP9S_? 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
.mwW`D )6"p@1\u 9pi{)PDJ 0zr%8Q(Q 总结-元件
<:(;#&< s hq
+ L\#G#1x8 l'Li!u kDJqT Mx0~^l 结果:系统中的光线
l`6.(6 ~f[;(?39xZ 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
3J8>r|u;1' ,|8aDL? DHjfd+E=s ?FS0zc!+ 所有在光导内传播的光线:
(VkO[5j |ggtb\W _lT'nFe=Q a`9pHH:7Q FOV:0°×0°
~c+=$SL-= B<myt79F_[ @ZYJY #CJET FOV:−20°×0°
S,|ZCl>+ G{|"WaKW 1bz^$2/k ^v5]Aq~X FOV:20°×0°
$AZ=;iP- }"RVUYU s9Tn|Pm+!\ %#EzZD VirtualLab Fusion技术
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