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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v\?J$Hdd MW6KEiQ" 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 9K`uGu
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'uOzC"_yF 任务描述 86,$ I+
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k_<8SG+` !,3U_! 光导元件 !HP/`R
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lsS SMdkD]{g 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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SZm)`r\A @0>3)) 输入耦合和输出耦合的光栅区域 d@72z r
)bGd++2
MjHjL~Tg dnP3{!"b 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。
hj.Du+1 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。
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uF=x o`=| _~ipO1* 出瞳扩展器(EPE)区域 PNbs7f
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!cWnQRIt_F =abth6#) 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:
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:tA|g O<x53MN^ 设计&分析工具 UT9=S21 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。
69v[*InSd - 光导布局设计工具:
plY`lqm 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。
Ht'jm ( - k域布局工具。
|UO1v A@ 分析你的设计的耦合条件。
PUN.nt - 尺寸和光栅分析工具。
_z!0ab 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
q$Ol"K@ E5%ae (M^
!\NKu1ta adJoT-8P6 总结-元件 79^on8 k}
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Hf/2KYZ ^w<:UE2a!
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u, 结果:系统中的光线 ^j2:fJOU# _l?5GLl_F$ 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
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*4zVK/FJ _OF8D 所有在光导内传播的光线:
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.)Se-' /$rS0@p FOV:20°×0°
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-T{~m6 #G#gB VirtualLab Fusion技术 bi^LpyEn
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