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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。 3lzjY.]Pgv 5%,5Xe4p
$SAq/VHI1] 9IJBK 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 J'c]':U AjBwj5K
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?'ID7mL 任务描述 "D#+:ix8G| {FRUB(68b
Kn-cwz5 ~I[Z2&I 光导元件 q6DuLFatc* d-/{@
6;s.%W 50r3Kl0 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 u^.7zL+ !9A6DWA E$
-]yM<dP IoO t n 输入耦合和输出耦合的光栅区域 n
N.6?a x(oL\I_Z
]}7FTMGbY 'fpm] *ig 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。 }-YM>q 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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b(^/WCykH +tO mKY 出瞳扩展器(EPE)区域 %oPW`r y!_*CYZ~m
MLD1%* &0 wUb5[m 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: UuXq+HYR 2to~=/.
=' %r"_`} ^`M,ju 设计&分析工具 \"=4)Huv 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。 RcJ.=?I! - 光导布局设计工具: 6/{V#.( 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。 &Xh8j^p' - k域布局工具。 eCejO59F9 分析你的设计的耦合条件。 QuFzj`( - 尺寸和光栅分析工具。 VpmwN`
检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 z
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B%y?+4;zA W5 l)mAv 总结-元件 MU_8bK9m 2ed4xhV
DX3xWdnr 2;8I0BH*' KD TG9KC KWuc*! 结果:系统中的光线 VtM:~|v jLc"1+ 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 0
0JH*I W=QT-4
}jL_/gvgy $a
/jfpV 所有在光导内传播的光线: D,$!.5OA r0MUv}p#|L
~vL7$-: 0EWov~Y? FOV:0°×0° o 8fB Cd Bsd [Eq7!_3 FE'|wf FOV:−20°×0° He&7(mQ0^ U2hPsF4f
4?eO1=a YJ6y]r
K2, FOV:20°×0° Z}X oWT2f <[*%d~92z
f&=WgITa Kivr)cIG VirtualLab Fusion技术 dWR-}> `Zdeq.R]
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