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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。 A>k;o0r Uyh#g^r
jrR~V* :k g*uO
IF 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 3lqhjA ?u|g2!{_
TgLlmU*qMU
Z^3Risi 任务描述 &3efJ?8 _!ed.h.r:
'}=M~ J^T66}r[f, 光导元件 kaLRI|hC Y|L57F
n1|%xQBU@ Et(prmH 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。 P!/8 qA42f83
622).N4 ,&$Y2+ 输入耦合和输出耦合的光栅区域 9UZX+@[F K;~dZ
C/JFg-r RXDk8)^ 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 C*$/J\6xy 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。 .6*A~%-=[d FVHL;J]nf1
wFD.3! NZ#z{JI=+ 出瞳扩展器(EPE)区域 P-C_sj A7 sgX~4W"J
sYL+;(#t )L?Tq"hy 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: 711z- k`d
R*U>T$ 31}6dg8?n 设计&分析工具 eP)RP6ON{ 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。 Gs%kqD{= - 光导布局设计工具: 0bor/FU-d 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。 nsPM`dz/ - k域布局工具。 JGtdbD?Fw 分析你的设计的耦合条件。 u=4Rn
- 尺寸和光栅分析工具。 GZ1>]HB>r^ 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 TS;MGi0`} >\e11OU0Gy
|G1U$p 5Z@Q^ 总结-元件 l}m@9 ~oC +$%o#~
1@am'#< )9*WmF c+# V\
|b#?KL B>R6j}rh'k 结果:系统中的光线 bV"0}|A~K gG}<l ': 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: b@7
ItzD ^71sIf;+
<v\|@@X A
9u9d\ 所有在光导内传播的光线: M8h9i2 8?PNyO-Wt5
Y!5-WXH
DV.m({? FOV:0°×0° q|~9%Pujg 3V-pLs| yJ^}uw )T^hyi$ FOV:−20°×0° g;-CAd5 BUtXHD
pvX\kX3} =KX:&GU FOV:20°×0° nF)|oA r!;NH3 *
G,J$lTX 6`4=!ZfI VirtualLab Fusion技术 8 }-"&-X K\uR=L7
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