摘要 .O<obq~;C ~6md !o%i 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。
FW DNpr {R{=+2K!|k
~v6D#@%A j3ls3H& 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 @_{=V0
b"
[|:F>P
SUK?z!f<i
{?7Uj 任务描述 %E;'ln4h&,
X2'0PXv>!
"Z+k=~( j.=
1rwPt 光导元件 E' uZA
W\V.r$? v
XQw9~$ n~Lt\K: 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。
*lJxH8 \ d2L&Z_}
u9p$YJ ;722\y(Y 输入耦合和输出耦合的光栅区域 |;{6&S
e&>2
n
<wHP2|<l* %\:Wi#w> 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
b|(:[nB 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
8H`[*|{' V0Hj8}l;M
`XDl_E+>l uhq8 出瞳扩展器(EPE)区域 akTk(
M
D#jj3y
F((4U"
#Bw0,\ 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
q ZZK#,Qb cm+P]8o%{
\z ) %$#I m(P]k'ZH? 设计&分析工具 pQQH)`J|t
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。
QTnP'5y - 光导布局设计工具:
PZzMHK?hP 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。
f%8C!W]Dm - k域布局工具。
$<OD31T 分析你的设计的耦合条件。
V28M lP - 尺寸和光栅分析工具。
l%=; 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
1xx}~|F?| 5~S5F3
u$`a7Lp,n BFt> 9x]T 总结-元件 NX&_p!_V
wdoR%b{M
EhBKj |y .A|@?p[
*=xr-!MEk $Ygue5{c 结果:系统中的光线 Qv ?"b FC4wwzb 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
x|29L7i BL4-7
$Z>'Jp Y|/ 8up 所有在光导内传播的光线:
H0cA6I :fJN->wY^s
V G~Vs@c( . 'yCw#f FOV:0°×0°
P+HXn8@ EBmt9S
d0 /#nz Ht&YC<X FOV:−20°×0°
`qwBn= kvj#c
9Gz=lc[!7
W!(LF7_! FOV:20°×0°
(4-CF3D Yoll?_k+
uvS)8-o&F ]}X VirtualLab Fusion技术 6d~'$<5on
[a<SDMR