摘要 ,fT5I6l p*-o33Ve 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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A@?2qX^4 ,}=x8Xxr 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 1YTnOiYS1
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;k9s@e#a 任务描述 I'`Q_5s5
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Vx~[;*{,C9 7 1z$a 光导元件 ${8 1~
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OU]!2[7c /E2/3z 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
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_WVeb} >Yl?i&3n 输入耦合和输出耦合的光栅区域 9} :n
;4z6="<Y
l-Xxur5M' W=M]1hy 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
pfe9n[ 为了重新组合和耦合
光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。
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xm6=l".%z G[)Ll= 出瞳扩展器(EPE)区域 Q$iYhR
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l`:M/z6" 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:
Q0Y0Zt,h x\]%TTps
^cz#PNB ]S[M]-I 设计&分析工具 6wYd)MDLL 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。
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(t_N> - 光导布局设计工具:
jqPQ=X 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。
puV(eG - k域布局工具。
ZxlQyr`~a( 分析你的设计的耦合条件。
U!r2`2LY - 尺寸和光栅分析工具。
u7=`u/ 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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zqh.U@ B<SuNbR 总结-元件 c:.k2u
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y m<3 byR|L:L 结果:系统中的光线 8_US.52V 3Kc 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
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;y N v}XMFC !
+@ga Zg"g/I.+d 所有在光导内传播的光线:
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GD<xmuo jc)[5i0 FOV:0°×0°
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Lt$LXE ZT:&j4A|0 FOV:−20°×0°
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PzbLbH8A :QT0[P5O FOV:20°×0°
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