摘要 k$$SbStD Y -it3q'Z 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。
:!Ci#[g d(^8#4
c/$].VG0 EjfQF C 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 x-i,v"8
1uw1(iL+
i ;B^I8
/Xi21W/ 任务描述 db 99S
<lzC|>BG
+pYgh8w@ / /NV_^$y 光导元件 2S_u/32]W
h] ho? K
y],opG6 cn}15JHdR 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。
?Tc|3U Xc[ym
e(w c
[bv =w`Mc\o " 输入耦合和输出耦合的光栅区域 &&CrF~
YnnK]N;\x
zwUC
L 1tTP;C
l# 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。
;G`]`=s#Lq 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。
bbq`gEV > 3x^jh
^6# yL6E,~ p p0356 出瞳扩展器(EPE)区域 l`~$cK!
MMk9rBf
%@%rdrZ K'2N:.D: 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
m\*ca3$ lI46
f
)0I-N) c1kV}-v 设计&分析工具 hgYFR6VH 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。
aNM*=y` - 光导布局设计工具:
Ho}*Bn~ic 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。
l9/}fMi - k域布局工具。
ug{sQyLN 分析你的设计的耦合条件。
o1 27? ^ - 尺寸和光栅分析工具。
&:C[
n q 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
k~;~i)Eg D]d! lMK/
tag)IWAiE us5Zi# } 总结-元件 `r&Ui%fk;0
aiX4;'$x!
>g+Y//Z i`6utOq
rx]Q,;" =|O]X|y-lZ 结果:系统中的光线 'M?pg$ta_V UC`sq-n 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
j AoI`J j^Qk\(^#IV
_;x` 6LM 1A(f_ 0,.Q 所有在光导内传播的光线:
oN83`Z ^755LW
MjBI1|* t T
A FOV:0°×0°
$+{o* /gaC
.ezko\nU ,
P1m# FOV:−20°×0°
D!)h92CIDm +U1fa9NSn
!t)uRJ 8BY`~TZO$q FOV:20°×0°
Zic:d-Q47 ]]u_Mdk
] RVme^= kmJ<AnK VirtualLab Fusion技术 je:J`4k$
m KKa0"