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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,KXott k3-7Vyg 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 vK7J;U+cJ
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0{k*SCN#
713)D4y} 任务描述 h+ggrwg'
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8j^3_lD wc~k4B9" 光导元件 lDf:~
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) 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@k>"_{S \1H~u,a 输入耦合和输出耦合的光栅区域 >=VtL4K^
6d#:v"^,
n u!tk$Q ,b!]gsds 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
wS%j!|xhlV 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
O@)D%*;v W>2m%q
U
#-^y9B R;3T yn+ 出瞳扩展器(EPE)区域 .0ExHcr
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Yd>ej1< m{VC1BkZ 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:
OLh QS_D QBwgI>zfS"
7w8I6 9?i~4&EY 设计&分析工具 Y?b4* me VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助
光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。
<7X6ULQ - 光导布局设计工具:
#>[5NQ;$' 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。
1XD|H_JG<j - k域布局工具。
f !D~aJ 分析你的设计的耦合条件。
U%zZw) - 尺寸和光栅分析工具。
$ri'tJ+ 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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nApkK1? 8Z1pQx-P2C 总结-元件 48t_?2>
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D$$,T.'u Q?7:XbN
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J-X= 结果:系统中的光线 _=d
X01 qt&zo5 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
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ZA!yw7~ Or9`E( 所有在光导内传播的光线:
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{;[W'Lc 2ij/! FOV:0°×0°
cV+x.)a. N-9qNLSP
n>-"\cjV !v`C-1}70 FOV:−20°×0°
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n"P29" ujMics( FOV:20°×0°
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