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摘要 P$ucL~r |n`PESf_ 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。 zb :kanb- rLzW`
`*aBRwvK~ t`YWwI. 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 <
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>3PMnI 任务描述 @7W?8 6\n?48x}
>b48>@~bY j;\[pg MR/ 光导元件 8KMvAc MQ` %``
uv]{1S{tb jj,r <T 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。 w"8V0z BvK QlT
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w>wW- g)R1ObpZ 输入耦合和输出耦合的光栅区域 BpH%STEN ~.oj.[}
ag8`O&+ Z\ )C_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。 f%XJ;y\,9H 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。 uel{`T[S :( ,mL2[
2*2:-ocl$ 1~\M!SQ) 出瞳扩展器(EPE)区域 L:@fP~Erh }mk>!B}=
z9DcnAs |cd-!iJX- 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: XAuI7e 9v?l
#xT!E:W' gXy-Mpzp 设计&分析工具 |=K_F3aJ 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。 6BAW - 光导布局设计工具: 2K{6iw"h 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。 lH2wG2 - k域布局工具。 >jTp6tu, 分析你的设计的耦合条件。 E[g*O5 - 尺寸和光栅分析工具。 FTf<c0 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 0*F}o)n/m 42+#<U7T
|+}G|hx@9 }6]0hWsN[ 总结-元件 I#G0, &Gv z|N3G E(.@
<1 "+,}'x Vf $Dnu@}z w>e
s DjLL|jF 结果:系统中的光线 ig!7BxM)<h Z?G&.# : 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: =L]Q2V} GJA`l8`SQ
I#rubAl ",Cr,;] 所有在光导内传播的光线: n<7q`tM# bt/ =Kq#
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HIdQ>- FOV:0°×0° %)(Cp-b! Mps5Vv ZH 6\><My 1iBP,:>* FOV:−20°×0° h6D^G5i "TOa=Tt{,
nH-V{=** vVxD!EL FOV:20°×0° |`/TBQz:r [wnDHy6W
qxOi>v0\H 4JyM7ePND} VirtualLab Fusion技术 s^8u&y)3 R[B?C;+(O
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