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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BEu9gu B< 6*Ktc 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 IDcu#Nz`
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E7y<iaA{~ 任务描述 }1'C!]j
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%#"uK:(N 6nxf<1 光导元件 F*hs3b0Db
dB< \X.
!+CRS9\D OHe<U8iu% 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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5P+3D{ XPb7gd"%W 输入耦合和输出耦合的光栅区域 :m-HHWMN
QNn$`Qz.
!t[X/iu }LQ&AIRN 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。
<gJ|Wee 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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= T[-(:H 'J+Vw9s7
0
R^Xn 9KD2C>d< 出瞳扩展器(EPE)区域 c_&iGQ
8(&C0_yD
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|PTL!>ym2 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:
03_tt7 L,Uqt,
9/q4]%` kXv
-B-wOj 设计&分析工具 CEZ*a 0}= 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。
q'{E $V)E - 光导布局设计工具:
RIb<
7 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
}_XKO\ - k域布局工具。
/ ijj;9EB 分析你的设计的耦合条件。
ld`oIEj!P_ - 尺寸和光栅分析工具。
42
8kC, 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
a&4>xZU # jbfMTb4
I)9;4lix 8`9!ocrM 总结-元件 e-\J!E'1F
T3+hxS
@(&ki~+ ]-["sw
T?NwSxGo d v" 结果:系统中的光线 HrWXPac
A ) Q]kUG#` 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
OZ$u&>916 Ku 56TH!Py
e#SNN-hKsJ !j(v-pQf" 所有在光导内传播的光线:
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k
h#|`E#, N]} L*o& FOV:0°×0°
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.K;*uq:0 _sJp"4? FOV:−20°×0°
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{Km|SG[-q 5|wQeosXxI FOV:20°×0°
wzT+V, C&K%Q3V
}a|SgI ayHI(4!$j VirtualLab Fusion技术 NM
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