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。
fK4laDBTO 2GZUMXK Aqp3amW! zYls>fbp, 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Bm~>w`1wK
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>D-$M_ 任务描述 ~x4Y57
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3P#1fI(c mcr71j 光导元件 l#Qf8*0
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I"DV}jg6| b~#rUOXb8? 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。
-09<; U Q FX|ZsmK !knYD}Rxd $f)Y
!<bC 输入耦合和输出耦合的光栅区域 )dlt$VX
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Z.h`yRhO F$+_Z~yt3; 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。
$&a`zffG 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
mtTJm4 c)E'',-J_2 0K#dWc}"a 751\K`L 出瞳扩展器(EPE)区域 wHIS}OONz
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}F1^gN&QF Z ,T TI>P 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
nk-?$'i9q Ay56@_d2 ,l@hhaLm? WcqYpPv 设计&分析工具 ~Q6ufTGhpM 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。
hwC3[' - 光导布局设计工具:
y<#y3M!\ 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。
T1e}WJbFE - k域布局工具。
?[T&y
,ln 分析你的设计的耦合条件。
<X;y
4lPZ - 尺寸和光栅分析工具。
M)|}Vn;! 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
ap=M$9L' szKs9er& yWX:`*GV Llg[YBJ7> 总结-元件 y#T":jpR
KH[%HN5v
C\fc 4 `qr[0wM YE0s5bB6 6BMRl%3>Z 结果:系统中的光线 -4V1s;QUZ *.Kc-f4mP 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
J#JZ^59lOS O(!wDnhc B04Br~hel*
|EF*]qI 所有在光导内传播的光线:
6wxQ_Qz:Q 2TIZltFS0e O'j;"l~H| NShA-G N5 FOV:0°×0°
VxsW3*` BWQ
(>Z" 1_yUv7uhX kw1PIuz4& FOV:−20°×0°
C' ny 2>uA :~`E@`/ .|_+>){$w 9C`Fd S FOV:20°×0°
*^QfTKN E8)C_[QJ` *<BasP -3bl!9h^ VirtualLab Fusion技术 YSeXCJ:Iy
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