摘要
Ay[9k=q] .[eSKtbc) 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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+(=[M]5#n ;#Crh}~ 建模任务:基于专利US9791703B1的方法
* Kp ^al G41$oalQ1
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./5MsHfbxt 任务描述
(t"YoWA#m Xf'
7u&H*e7 F0o18k_" 光导元件
YRT}fd>R& (vYf?+Kb
8mQd*GGu1 2[bR6 T89 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
r:S5x. P2 R}=]UOqH-
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B|C-.F fSb@7L 输入耦合和输出耦合的光栅区域
WY ^K7U E'6z7m.
:fMM-?s] 9DocId. 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
q=i,'.nS 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
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hJtghG6v N'1 [t 出瞳扩展器(EPE)区域
v(WL 3[y;
61 HqBa
l>Oe ,`9O :O2v0Kx 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
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JO;`Kz_$ Z{>Y':\?< 设计&分析工具
@zpHemdB 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。
)Z`viT - 光导布局设计工具:
r'}k`A5> 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。
#p^pvdvh3 - k域布局工具。
6-E4)0\ 分析你的设计的耦合条件。
u=?P*Y/|W - 尺寸和光栅分析工具。
JZ*?1S> 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
)I1V2k$n :Y&W)V-
Zi '8~iEH 75cr!+ 总结-元件
enO=-# 7B> cmi
:j!_XMyT: kKTED1MW&W
Sr-^faL SF}L3/C&h 结果:系统中的光线
\~m%4kzG8J o3`gx 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
*xX0]{49q zj0pP{y
Pxuz { qv >( 所有在光导内传播的光线:
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CX(yrP6; t7&
GCZ FOV:0°×0°
5|H(N}S_ Ib<+m%Ac
]0nC;|]@Lx RAJ|#I1 FOV:−20°×0°
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sjbC~Te-- T%xL=STJNy FOV:20°×0°
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^C#bW<T Bc`A]U VirtualLab Fusion技术
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