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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~CL^%\K )ia$pes 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 YM]ZL,8
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j8#B 任务描述 XW9
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+ Ek('KOF Oz_|pu 光导元件 j 1#T]CDs
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p3(&9~s t=oTU,< 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
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80qe5WC.2u I@9k+JB 输入耦合和输出耦合的光栅区域 2d Px s:8&
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UHW;e}O5 :i ft{XR' 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
Q!dNJQpb 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
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/R44x\nhr gKGM|0u|r 出瞳扩展器(EPE)区域 S\O6B1<:
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Skd,=r mf)o1O&B 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
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E>A|M$X
4l*4wx""v q^hL[:ms# 设计&分析工具
x=(cQmQ 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。
&u/T,jy` - 光导布局设计工具:
enGjom 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。
#7A_p8 - k域布局工具。
pZ4]oK\* 分析你的设计的耦合条件。
X6dv+&=? - 尺寸和光栅分析工具。
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检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
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N yK7TKui z2QZ;ZjvRS 总结-元件 *.DTcV
yS[Z%]bvU
P]G`Y>#$r l;dZJ_Ut$
NN9`jP2 R2af>R 结果:系统中的光线 fscAG\>8 @*gm\sU4 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
a9GLFA8Vq bNG;`VZ%
iPxhDn<B bstc|8< 所有在光导内传播的光线:
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#D$vH 0}UJP FOV:0°×0°
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a FOV:−20°×0°
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Gw$sL&1m\ y4HOKJxI FOV:20°×0°
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>04] oOhm`7iy VirtualLab Fusion技术 .oq!Ys4KA
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