摘要
sP:nTpTsC WuuF&0?8C 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。
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sm s$gR;su)g )JrG`CvdU 建模任务:基于专利US9791703B1的方法
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6K C'7DG\pr Ce/l[v 任务描述
q0C%">>1# b(_f{R7PY +'|nsIx, Q}9!aB, 光导元件
oRZ98?Y\B
:%-w/QwTR oGRd ;hsF j- cp 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。
a[_IG-l|i4 KAJR.YNm w,i?e\5 $\+x7"pI 输入耦合和输出耦合的光栅区域
j7BLMTF3v 9OYyR S6g_$Q7 t6uYFxE 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。
e9R H[: 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。
jp;]dyU B*(BsXQLY n:[@#xs- lc8g$Xw3 出瞳扩展器(EPE)区域
9=q& SG >4#:qIU
jF-:e;- <Umr2Vw- 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=61.lP6 5Gs>rq" # %:s+5*SKe z/]]u.UP 设计&分析工具
)@ofczl6 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。
w4fQ~rcUIc - 光导布局设计工具:
?b:Pl{? 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>VlRg - k域布局工具。
bg!(B<!X 分析你的设计的耦合条件。
DaQ+XUH? - 尺寸和光栅分析工具。
&:&~[4>%a 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
* RyU*au $ q*a}d[Q #*q]^Is" Y7zs)W8xTT 总结-元件
&~Y%0&F,& &09&;KJ \HIBnkj)3n jEE!H/ `Se2f0", Q}G2f4 结果:系统中的光线
qyxd9Lk1 eR,/}g\ 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
et/:vLl13 q9dplEe5 >|z:CX$] kia[d984w 所有在光导内传播的光线:
gV-*z}`U \vJ0Mhk1 *;)O'| fgs@oaoZ FOV:0°×0°
EjFn\|VK F3qCtx*N (5@H<c^6 ">G*hS FOV:−20°×0°
=tbfBK+ @dk-+YxG Vz$xV! M(nzJ FOV:20°×0°
4#}aLP sfip AM <5D4h! n807?FORB VirtualLab Fusion技术
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