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    [技术]基于微软专利的带蝴蝶出瞳扩展的光波导结构 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-04-15
    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。 u"K-mr#$[o  
    um@RaU  
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    R|T_9/#)  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 '|0Dt|$  
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    WV5gH*uUa  
    P5ii3a?R  
    任务描述 VVdgNT|}W  
    Eb`U^*A  
    Urhh)i  
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    光导元件 NDhHU#Q9  
    3LZ0EYVL  
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    N}wi<P:*)  
    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。 )< ~1AL  
    M:c^ [9)y  
    3OV#H%  
    2.Ym  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 ]*pALT6  
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    +nRO<  
    xaWd \]UF  
    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。 h\KQ{-Bl  
    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。 /reSU 2  
    <tAn2e!  
    -[~UX!XFM  
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    出瞳扩展器(EPE)区域 |sHIT<=m  
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    GiB3.%R`  
    aT"q}UTK  
    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: yowvq4e  
    R{kZKD=  
    `!5 ZF@Q>e  
    YY]JjMkU  
    设计&分析工具 DM{ 7x77  
    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。 q~.\NKc  
    - 光导布局设计工具: ,JRYG<O_T  
    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。 \?h +  
    - k域布局工具。 !Pt|Hk dr  
    分析你的设计的耦合条件。 ^-PlTmT  
    - 尺寸和光栅分析工具。  =w0Rq~  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 83:m 7;  
    Jg3}U j2By  
    aB-*l %x  
    c*K-?n9YMz  
    总结-元件 U/Z!c\r  
    "P.7FD  
    F4>}mIA  
    wx BQ#OE  
    )!hDF9O  
    8 wQV^G  
    结果:系统中的光线 jwyJ=W-  
    #JeZA0r5  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: i0Qg[%{9#  
    [Nr6 qxWg  
    o;M"C[  
    SC74r?N FA  
    所有在光导内传播的光线: k# ZO4  
    h|mh_T{+  
    U:c!9uhp  
    p82&X+v/p  
    FOV:0°×0° zv||&Hi  
    thOQcOf0$  
    f8L  
    F=Z|Ji#  
    FOV:−20°×0° qxG @Zd  
    0Q_AF`"  
    ^O6PZm5J}  
    6Y)'p .+g  
    FOV:20°×0° K SDo)7`  
    iE':ur<`  
    U P GS  
    Ra&HzK?  
    VirtualLab Fusion技术 eEb(TG~,Y  
    1,T8@8#  
    2Y\,[$z  
     
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