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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: 2022-07-14
    y9U*E80q{  
    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。 45 B |U  
    'H8b+  
    [;Y*f,UG_-  
    ' e:rL.  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Y52TC@'  
    RI2/hrW  
    O77^.B  
    1|WrJ-Uf  
    任务描述 g1{2E<b 5  
    TCI)L}L|  
    06]%$ -j  
    fq?MnWc  
    光导元件 VQ7A"&hh  
    Yln[ZmK9g  
    -uei nd]  
    K3^2;j1F Q  
    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。 ^&7gUH*v  
    Yn5a4  
    -Oplk*  
    7r{159&=  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 E$C0\O!7  
    ms6dl-_t  
    kYZj^tR  
    GK&R,q5}  
    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。 ~m3Tq.sYrY  
        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。 T9?8@p\}(  
    4 3G2{  
    SnVb D<  
    `u" )*Q}  
    出瞳扩展器(EPE)区域 z9 $1jC  
    &PUn,9 Rm  
    S0WKEv@Hn  
    m](q,65 2  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: | Zj=E$  
    =`g@6S  
    Zvkb=  
    =gAn;~  
    设计&分析工具 4W<8 u(  
    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。 GhR%fxe  
    - 光导布局设计工具: 85rjM#~  
        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。 : ~Ppv5W.  
    - k域布局工具。 BnU3oP  
        分析你的设计的耦合条件。 X\1.,]O >  
    - 尺寸和光栅分析工具。 vw*,_f  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ]p*Fq^  
    R6`,}<A]@  
    aa&\HDh*  
    @DuSii#.S  
    总结-元件 YSr u5Q  
    ozkmZ;  
    +:&|]$8<  
    ZjveXrx  
    W[qQDn!r  
         Xcb'qU!2-^  
    结果:系统中的光线 +jyWqld.K1  
    lbm ,#  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: J0 UF(  
    H'?dsc  
    LLPbZ9q  
    8F/JOtkGMt  
    所有在光导内传播的光线: )#v0.pE  
    V5rW_X:]8  
    &d=ZCaP  
    J_d!` Hhe  
    FOV:0°×0° Qq<+QL|  
         S?u@3PyJm  
    ;oWak`]f  
         \*\)zj*r  
        FOV:−20°×0° l {t! LTf;  
    [4b_`L  
    lj 2OOU{  
         Z`x*Igf8  
        FOV:20°×0° Rz"gPU4;`  
    >?(}F':  
    dPmNX-'7  
         %YwIR.o  
    VirtualLab Fusion技术 Cn.x:I@r  
    Q6hWHfS  
     
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