摘要
LY^BkH' c?z%z& 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。
v_G4:tY *4.f*3*
=#>P! (S(=W G 建模任务:基于专利US9791703B1的方法
Uvz9x"0[u w|$;$a7)
Dcp,9"yt%
-98bX]8 任务描述
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d5u,x.R ^(6.P)$ 光导元件
@c.QrKSaD 4V[+6EV
|r3eq4$Am Rhr]ML 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
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R4qS,2E
9^jO^[> 0eb`9yM 输入耦合和输出耦合的光栅区域
;Hm\?n)a XSZW9/I-(|
Ho\z^w+T` >r{,$)H0 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。
7eu7ie6 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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R6^ 7$b78wax
beO*| +n%WmRf6! 出瞳扩展器(EPE)区域
H,zRmK6A% U[Z1@2zLx
\N;s@j W jIuE1ve 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
b}k`'++2, Aja'`Mu
HW{+THNj HgG"9WBe% 设计&分析工具
I,q3J1K VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
*a\1*Jk - 光导布局设计工具:
]l&_Pv!! 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
Xf$,ra" - k域布局工具。
~sk 4v:- 分析你的设计的耦合条件。
y'Wz*}8pr - 尺寸和光栅分析工具。
iiO4.@nT 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
*y.KD4@{ ;:'A{&0N
2uqdx'^" u,/PJg-(! 总结-元件
Z=wLNm H +}*]9nG
Q2iu}~ M|76,2u
j63w(Jv/ UJlKw `4 结果:系统中的光线
<!4'?K -N wYS4#7 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
.!=2#< N<O^%!bu R
@YV-8;hO o- GHAQ 所有在光导内传播的光线:
N"FQMxqm =[vT=sHz7
"EhA _ =i *`mwm:4 FOV:0°×0°
g6r3V.X' [% YCupr#
oGXT,38* C#vU'RNpl FOV:−20°×0°
WEWNFTI !=eui$]
8CwgV #@lLx?U FOV:20°×0°
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u9sffX5x[J /R@eOl}D VirtualLab Fusion技术
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