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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^^eV4Y5`+ _\!0t 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 UC(9Dz
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6}"lm]b 任务描述 p8_2y~!
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Nv{eE<<6 4[Z1r~t\L 光导元件 RpjSTV8Tkm
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Ir^ BC!<2> }d@LSaM 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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6Z$b?A3zM uV!MW= ) 输入耦合和输出耦合的光栅区域 ea>[BB3#
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')r D?Z9 ^ z}D#WWSxf 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
XQ4dohGCP 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
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I51M}b,[d sBbL~ce50? 出瞳扩展器(EPE)区域 jzQ9zy_
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=[ APMig,n 1O|RIv7F[/ 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
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Gi;9 S e
W9)@nVJ 设计&分析工具 Q.*'H_Y VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
{7/ A - 光导布局设计工具:
zV6AuUIt 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
S[ws0Y60 - k域布局工具。
~>.awu+o| 分析你的设计的耦合条件。
,.J<.#D3J - 尺寸和光栅分析工具。
C:WtCAm( 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
)`e^F9L 3x,Aczb
wVlSjk 2LtU;}7s 总结-元件 X
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;jp6 }zfI uPM8GIvZX.
WT;.>F u Eu6f 结果:系统中的光线 +#^sy> 0F-mROC=F 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
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0G+L1a- 8L%%eM_O 所有在光导内传播的光线:
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~ra#UG\Y8 /h{go]&Nb FOV:0°×0°
d#X&Fi =d:R/Z%,
;9 =}_h)] tf.q~@Pi FOV:−20°×0°
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U[K0{PbY :Vu7,o FOV:20°×0°
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2@"0}po# @5<]W+jk4 VirtualLab Fusion技术 >$#*`6R
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