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摘要 S{F-ttS" UyYfpL"$A" 在为增强和混合现实(AR&MR)应用设计光波导设备的过程中,所提供的视场(FOV)等参数是主要的兴趣所在。为了突破可实现的最大视场的极限,人们研究了各种方法,例如在从入射耦合到出射耦合的传播过程中分割视场的系统。一个非常流行的方法是所谓的 "蝴蝶出瞳扩展",即在FOV的正负部分使用两个独立的EPE光栅区域,这也被应用于微软的Hololens2。在这份文件中,我们展示了在VirtualLab Fusion中实现这样一个EPE概念,它基于微软的US9791703B1专利。 H{ M)- =?}twC$
)9"oL!2h U SOKDDm 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 U0B2WmT~Q eOO+>%Z
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.,2V5D-${ 任务描述 jjOgG-Q A//?6OJx?
8Vl!|\x5 >}+Q:iNQ)2 光导元件 ]o.vB}WsY V%L/8Q~
0O@_cW X'sEE 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。
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8m=Z|"H@ H>7dND2; 输入耦合和输出耦合的光栅区域 AMlV%U# sLh0&R7
=iz,S:[ 9G+f/k,P 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 Evu=M-? 为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 M8W# io .CV _\
`"y`AY/N 9w~cvlv[ 出瞳扩展器(EPE)区域 NGzgLSm\ "ORzWnE4U
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axeqs cf8-]G?tK 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: - V) R< D5]{2z}k
lglYJ, ;b~~s.+ 设计&分析工具 CmC0k-%w VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 BA+_C]%ZJ - 光导布局设计工具: ,"
R>}kPli 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 PnWD}'0V - k域布局工具。 D[Iqn 分析你的设计的耦合条件。 Vu]h4S : - 尺寸和光栅分析工具。 +$pJ5+v 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 YB!!/ SX4 Wc'Ehyi;
%`\]Y']R v[#)GB
_5 总结-元件 9{eBgdC /8e W@IO.F
jMU9{Si HhSjR%6HY; 1bRL"{m^)- {yq8<? 结果:系统中的光线 kL7^$ K5flit4- 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ki4f*Ej 1D1b"o
*SZ>upg a-PGW2G 所有在光导内传播的光线: YFx=b!/s njMLyT($
5u,sx664 YvTA+yL FOV:0°×0° {
/<4'B =lrN'$z?% OV|Z=EwJ 79tJV FOV:−20°×0° E~He~wHWe &&C~@WY,r
t<lyg0f wo(j}O- FOV:20°×0° G%OpO.Wf oQvFrSz
4A~)b"j5 \Da~p9T& VirtualLab Fusion技术 Y'_ D<Mp cEi<}9r
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