摘要 d Zz^9:C+ hcd>A vC8 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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90iW-"l+[ 1LE^dS^V 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 b?] S&)"9
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wYQ1Z 任务描述 ;Nf hKu%K
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<]Pix) "aWX:WL&}s 光导元件 39T&c85
Wytvs*\`
O&gwr ~I\r1Wj; 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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nhP~jJn B`Or#G3ph 输入耦合和输出耦合的光栅区域 $qlqWy-s
NkA6Cp[Q,1
%<=vbL9 |T$a+lHMD 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。
^mgI%_?1 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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Eo {1y Nx4DC 出瞳扩展器(EPE)区域 W-C0YU1
@%G' U&R{
@8M'<tr<z t|#NMRz 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:
;ad9{":J#B GwMUIevO_
o^_W $4Fc f=_Bx2ub 设计&分析工具 ]O[+c*|w 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。
U=c5zrs - 光导布局设计工具:
)-Mn"1ia 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。
hHfe6P
| - k域布局工具。
w~Tq|kU[ 分析你的设计的耦合条件。
)~?S0]j} - 尺寸和光栅分析工具。
=p,4=wo{ 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
DV7<n&P k5fH;
rY[3_ NG% sxN>+v11z 总结-元件 m0BG9~p|
,<;l"v(
+eDN,iv ^B<PD]
uGP[l`f|FQ %)<oX9E 结果:系统中的光线 ++T
"+p S<y>Y 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
XDP6T"h qXP1Q3
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-0@ EaM"=g 所有在光导内传播的光线:
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@H3 s2| fw1;i FOV:0°×0°
pjX%LsX\ E,*JPK-A x
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U d5w_[=9U FOV:−20°×0°
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f H#F"^A :c~9>GCE& FOV:20°×0°
tAb;/tM3I dDv{9D,
lQp89*b?=U ' D)1ka. VirtualLab Fusion技术 " ;-{~
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