摘要
在為增強和混合現(xiàn)實（AR&MR）應(yīng)用設(shè)計光波導(dǎo)設(shè)備的過程中，所提供的視場（FOV）等參數(shù)是主要的興趣所在。為了突破可實現(xiàn)的最大視場的極限，人們研究了各種方法，例如在從入射耦合到出射耦合的傳播過程中分割視場的系統(tǒng)。一個非常流行的方法是所謂的 "蝴蝶出瞳擴展"，即在FOV的正負部分使用兩個獨立的EPE光柵區(qū)域，這也被應(yīng)用于微軟的Hololens2。在這份文件中，我們展示了在VirtualLab Fusion中實現(xiàn)這樣一個EPE概念，它基于微軟的US9791703B1專利。
建模任務(wù)：基于專利US9791703B1的方法
任務(wù)描述
光導(dǎo)元件
有了光導(dǎo)組件，可以很容易地定義具有復(fù)雜形狀的區(qū)域的系統(tǒng)。此外，這些區(qū)域可以配備理想化的或真實的光柵結(jié)構(gòu)，作為入射器、出射器和擴瞳器發(fā)揮作用。
輸入耦合和輸出耦合的光柵區(qū)域
為了簡單起見，我們在圓形區(qū)域使用了兩個一維周期性入射耦合光柵（一個在第一表面，一個在第二表面）。這將導(dǎo)致FOV的左右部分的行為略微不對稱，但可以通過將兩個光柵組合成一個單一的二維周期結(jié)構(gòu)（位于第一或第二表面）來克服這個問題。
為了重新組合和耦合光線，一個一維周期性的出射耦合器被應(yīng)用，有一個矩形的區(qū)域。這是一個特殊的配置，為了使設(shè)計有更大的靈活性，可以用一個二維周期的出射耦合器來代替它。
出瞳擴展器（EPE）區(qū)域
每個區(qū)域的形狀可以使用不同的方法和定義策略來非常靈活地定義。在這個例子中，兩個EPE都是由多邊形區(qū)域與兩個橢圓體結(jié)合起來定義的，以切割內(nèi)部部分。這些光柵是一維周期性的，旋轉(zhuǎn)角度為±35°（分別為左側(cè)和右側(cè)）。更多關(guān)于區(qū)域定義的信息在下面：
設(shè)計&分析工具
VirtualLab Fusion提供了一系列的工具來幫助 光學(xué)工程師設(shè)計和分析光導(dǎo)系統(tǒng)的任務(wù)。分析光導(dǎo)系統(tǒng)的任務(wù)，包括。
- 光導(dǎo)布局設(shè)計工具：
設(shè)計一個具有1D-1D光瞳擴展的光導(dǎo)。它可以作為您系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
- k域布局工具。
分析你的設(shè)計的耦合條件。
- 尺寸和光柵分析工具。
檢測您的系統(tǒng)中的足跡，以確定 你的區(qū)域的大小和形狀。
總結(jié)-元件
結(jié)果：系統(tǒng)中的光線
只有光線照射到 "眼盒"（攝像機探測器）上：
所有在光導(dǎo)內(nèi)傳播的光線：
FOV：0°×0°
FOV：−20°×0°
FOV：20°×0°
VirtualLab Fusion技術(shù)
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