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。
?#EXG l;Wy,?p
<Ec)m69P g=YiR/O1QN 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ,I&0#+}n
r(in]7
_9-D3_P[3
UK<DcM~n 任务描述 `TlUJ]d)
^3)2]>pW
`7qp\vYL /jn3'q_, 光导元件 lKhh=Pc2
;`PkmAg
BQ}.+T\ \`p~b( 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。
$-9@ /%Y -z 5k4Y
nM.?Q}yO~ yDyeP{ 输入耦合和输出耦合的光栅区域 C94UF7al
eZod}~J8
^.1VhTB hC,-9c 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
.SV3<) 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
73z|'0. //u76nQ
-b>O4_N 2SPFjpG8n 出瞳扩展器(EPE)区域 )4_6\VaM
_t;VE06Xjs
=U7D}n
hS- 2au(8IWu 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
cYwC,\uF j% USu+&
pdha"EV 9"lW"lG! 设计&分析工具 4x{ti5Y0 VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
|Sv #f2` - 光导布局设计工具:
{ZM2WFpE 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
No&[ \; - k域布局工具。
iN4'jD^oP 分析你的设计的耦合条件。
~5!TV,>ls - 尺寸和光栅分析工具。
g#%FY1xp 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
L8tLW09
.QQI~p0:
Ru')X{]25 <IDzv' 总结-元件 v_h*:c
Heif FJn
h5JwB<8 wVJFA1
A^@ <+? u\geD 结果:系统中的光线 @d^h/w !gew;Jz 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
/P"\+Qp
<m:wuNEM
^QQNJ ?[B[ F 所有在光导内传播的光线:
~tuFjj^ "EhO )lR
v]U;5Uo `srZ#F5 FOV:0°×0°
|B$\3, \` ^Tbn:
G5f57F P2JRsZ. FOV:−20°×0°
X@q1;J >b?)WNk
P}QbxkS 8 X3O$Sd(D FOV:20°×0°
SY)$2RC+} pDq_nx9
y+afUJT }z- VirtualLab Fusion技术 K.1yncS^
c!^}!32j)