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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。 ]y.Rg{iv 9t#P~>:jY}
\$j^_C> dl:-k r8 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Jms=YLIAA ;{Xy`{Cg!
`Uv)Sf{
Og=[4?Kpk 任务描述 {wcO[bN J6DnPaw-G
FtN}]@F d`85P+Qen| 光导元件
^,+nef?= mqdOu{kQ
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O)O Uy 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。 !Ri
r&gF '5AvT:
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ZBF1rx? k5wi' 输入耦合和输出耦合的光栅区域 GYd]5`ri ~> PgJ^G
MO-!TZ+6 te)n{K", 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。 #9i6+. Z 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。 xHHV=M2l(s 6ga5^6W
T(JuL<PB x)3~il5 出瞳扩展器(EPE)区域 C-Ig_Nc _|X7
n~
{M[~E|@D R5~gH6K| 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: .9OFryo 0Qp[\ia
JD ]OIh 2
Kla8 设计&分析工具 \"'\MA 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。 +RS$5NLH - 光导布局设计工具: 9KyZEH;pY 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 (8G$(MK - k域布局工具。 L%XXf3;c 分析你的设计的耦合条件。 ljVIE/iq - 尺寸和光栅分析工具。 ~r&D6Y 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 qU -!7=}7 L<=) @7
uH\w. Ig9d#c 总结-元件 #]y5zi p,;mYm s
[Tp%"f1 &{ ZSE^ )|MJnx9 DvYwCgLR 结果:系统中的光线 3fp> 4;ym' HxIoA 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: t8/%Dgu krjN7&
Xu#:Fe}: /zT`Y=1 所有在光导内传播的光线: @1bH}QS 8_a3'o%5
AF$\WWrB G6Nb{m FOV:0°×0° W#{la`#Bu 4,~tl~FD Xa,\EEmQ bi$VAYn.^ FOV:−20°×0° YE\K<T
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