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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xm%[}Dt] 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ?=;e.qK=71
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/RA1d<~$q 任务描述 T+AlcOP
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Tg 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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RvyBg:Aj5 t_dw}I 输入耦合和输出耦合的光栅区域 SQ~N X)
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#q~3c;ec *O(/UVuD\ 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。
9I`Mm}v@ 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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O]Ry3j F(KH- 出瞳扩展器(EPE)区域 .q_uJ_qu-
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dVsAX( 9Th32}H 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:
/c_kj2& ]9 Z!*8JaMT
ga{25q}" ;G4HMtL 设计&分析工具 qSpa4W[ 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。
zgq_0w~X - 光导布局设计工具:
~*' 8=D?) 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。
c5=v`hv - k域布局工具。
Cdt,//xrz 分析你的设计的耦合条件。
T4H oSei - 尺寸和光栅分析工具。
VJ6>3 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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~7ATt8T /SPAJHh 总结-元件 \[IdR^<YM
7uv/@(J"$
<PfPh~ nIT ^'
l|ZzG4]+l XD+cs.{5 结果:系统中的光线 e&H<lT PFDWC3< 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
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DX%8.@
Ghq'k:K, a_pCjG89 所有在光导内传播的光线:
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d'AviW> r;%zGF p FOV:−20°×0°
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