摘要 /J )MW{;O l8 k@.<nCO 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。
q">lP(t 1`J-|eH=Q )0UVT[7 AP5[}$TT 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 GcaLP*%>B
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/I}#0} 任务描述 1Kszpt(Ld
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IA I!a1e! 光导元件 1=:=zyEEo
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l*~O;do ?_)b[-N! 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的
光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
/}A"F[5 MIma:N_c `Cq&;-u EZnXS"z 输入耦合和输出耦合的光栅区域 =f0qih5.4
z,dh?%H>X
)tYu3*' -i93 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。
Sv3O${B| 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。
G#yv$LY# QL/I/EgqC Y\s ge E$l 4v>iA 出瞳扩展器(EPE)区域 t7GK\B8:
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mD@*vq @cYb37)q= 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:
cG!\P: re A1>fNilC9 IE*eDj M;2@<,rM 设计&分析工具 h pf,44Kg 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。
+}3l$L'bY - 光导布局设计工具:
FK;3atrz 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。
(4]M7b[S$ - k域布局工具。
k-it#'ll{x 分析你的设计的耦合条件。
"06t"u<% - 尺寸和光栅分析工具。
@vyq?H$U;N 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。
Cp"a,% b6u \dAs<${( aF8'^xF Y#e,NN 总结-元件 ^]rPda#
pW&K=,7|
Ymvd3> _ #hMS?F| f4'WT N!~O~Eo3 结果:系统中的光线 _c!$K#Yl{ Nyx)&T&I 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机
探测器)上:
_v6x3 Z #jj+/>ZOi x-nO; L-2p Q DVk7ks 所有在光导内传播的光线:
jw5ldC>U XoNBq9Iu gOy;6\/ Oa.84a FOV:0°×0°
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S h0.2^vM)R !i>d04u`% FOV:−20°×0°
c7~'GXxQ2 rP{Jep! [s{ B vn
kqkTz_r|H FOV:20°×0°
c/DK31K emSky-{$u ;\g0*b( C4aAPkcp2$ VirtualLab Fusion技术 zJ6""38Pr
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