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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O|^J;fS: i?uX'apk 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Oe
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"bWx< 任务描述 S $o1Q
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S7#dyAX8 dga4|7-MY 光导元件 ) jvI Nb
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5;^1Ab0 UL>2gl4s/ 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
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yG7H>LF?8 dGkw%3[ 输入耦合和输出耦合的光栅区域 .P")S|
SBs! 52
sK&kp=zu 37Q8Yf_ 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
\@N~{72:k 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
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y,ub*-: H)"]I3 出瞳扩展器(EPE)区域 ZX1/6|_
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V@b7$z U=69q] 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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L=EkY O%\" )z18:C3 设计&分析工具 G
kG#+C0L 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。
Iz. h - 光导布局设计工具:
kD%MFT4 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。
eB1NM<V - k域布局工具。
<g;,or#$ 分析你的设计的耦合条件。
|uw48*t - 尺寸和光栅分析工具。
Haekr*1% 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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=k 总结-元件 2y!aXk\#C
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结果:系统中的光线 a3\~AO H% Us'JMZ~ 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
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etiUt~W e7{6<[k3+$ 所有在光导内传播的光线:
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r,0D I 24? _k]Y FOV:0°×0°
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