y9U*E80q{ 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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[;Y*f,UG_- ' e:rL. 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Y52TC@'
RI2/hrW
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1|WrJ-Uf 任务描述 g1{2E<b5
TCI)L}L|
06]%$-j fq?MnWc 光导元件 VQ7A"&hh
Yln[ZmK9g
-uei nd] K3^2;j1F Q 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
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-Oplk* 7r{159&= 输入耦合和输出耦合的光栅区域 E$C0\O!7
ms6dl-_t
kYZj^tR GK&R,q5} 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。
~m3Tq.sYrY 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。
T9?8@p\}( 4 3G2{
SnVb D< `u"
)*Q} 出瞳扩展器(EPE)区域 z9
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&PUn,9 Rm
S0WKEv@Hn m](q,65 2 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:
| Zj=E$ =`g@6S
Zvkb= =gAn;~ 设计&分析工具 4W<8u( 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。
GhR%f xe - 光导布局设计工具:
85rjM#~ 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。
:~Ppv5W. - k域布局工具。
BnU3oP 分析你的设计的耦合条件。
X\1.,]O > - 尺寸和光栅分析工具。
vw*,_f 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
] p*Fq^ R6`,}<A]@
aa&\HDh * @DuSii#.S 总结-元件 YSru5Q
ozkmZ;
+:&|]$8< ZjveXrx
W[qQDn!r Xcb'qU!2-^ 结果:系统中的光线 +jyWqld.K1 lbm ,# 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
J0UF( H'?dsc
LLPbZ9q 8F/JOtkGMt 所有在光导内传播的光线:
)#v0.pE V5rW_X:]8
&d=ZCaP J_d!` Hhe FOV:0°×0°
Qq<+QL | S?u@3PyJm
;oWak`]f \*\ )zj*r FOV:−20°×0°
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LTf; [4b_`L
lj 2OOU{ Z`x*Igf8 FOV:20°×0°
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dPmNX-'7 %YwIR.o VirtualLab Fusion技术 C n.x:I@r
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