摘要
WWKvh *\}}Bv+9 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。
80b;I|-T, O.G'?m<:#
e~l#4{w
h `}} 建模任务:基于专利US9791703B1的方法
VU`OO$,W oA] KE"T
E/M_lvQ
,`D~py, 任务描述
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&;yH@@Z 1CU>L[W) 光导元件
{n#k,b&9B o+w;PP)+=
fyTAou6hI {8$=[; 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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c'uhK8| C%d_@*82 输入耦合和输出耦合的光栅区域
&LO"g0w T>TWU:
[x=jH>Y ~h}Fi 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。
~5Pb&+<$ 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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!+>v[(OzM A?_ =K 出瞳扩展器(EPE)区域
S/|,u`g- NBl+_/2'w
Q!-
0xlx v+p{|X- 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:
|4$M]M f0 .2d9?p3Y
!!@A8~H ahx>q 设计&分析工具
4BnSqw a_ VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
#^m0aB7r - 光导布局设计工具:
)u))n# P 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
*I}`dC[ - k域布局工具。
w=b)({`M 分析你的设计的耦合条件。
8!.ojdyn - 尺寸和光栅分析工具。
!.2<| 24 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
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总结-元件
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OL4z%mDZi {U&.D
[{& 结果:系统中的光线
rG,5[/l V_plq6z 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
O=u1u}CP? >S$Z
U,nEbKJgk GfM;saTz{ 所有在光导内传播的光线:
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f~ }H ySI~{YVM FOV:0°×0°
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%Uz(Vd#K R|i/lEq FOV:−20°×0°
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s-dLZ.9F ^>"z@$|\: FOV:20°×0°
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'\jd#Kn'h l<M'=-Y VirtualLab Fusion技术
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