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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: 2024-06-12
    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。 <)gTi759h)  
    wV{VV?h}  
    Nbm$ta  
    i]zTY\gw8M  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 `6G:<wX  
    0h"uJco,  
    j1dz'G}hj  
    RgVg~?A@  
    任务描述 v/G^yZa  
     w"h'rw  
    ]Ai!G7s8P  
    M`@Es#s  
    光导元件  #U/L8  
    'i8?]` T  
    `)1qq @  
    2!Pwg0%2  
    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。 %VgK::)r  
    au7@-_  
    :,MI,SwnS  
    $/P\@|MqYQ  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 ^|%7}=e  
    j(Tk6S  
     W o$UV  
    ?Q}3X-xy  
    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。 ;0E[ ; L!  
    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。 ZF;s`K)  
    C3 (PI,,  
    [N*`3UZk"  
    `qr.@0whP  
    出瞳扩展器(EPE)区域 Th5}?j7  
    E&|EokSyN  
    v7D3aWoe  
    O:[@?l  
    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: >tV:QP]Y  
    1?#Wg>7'  
    q&EwD(k  
    'J#uD|9)  
    设计&分析工具 -<gQ>`(0  
    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。 A,GJ6qp3  
    - 光导布局设计工具: ~bX ) %jC  
    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。 Sy34doAZ  
    - k域布局工具。 ~DK=&hCd!  
    分析你的设计的耦合条件。 SCD;(I~4  
    - 尺寸和光栅分析工具。 \!'K#%]9  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 4fdO Ow  
    &Zm1(k6&K  
    %Z#[{yuFs  
    Y t0s  
    总结-元件 ))#_@CwRr  
    F[U0TP@&*  
    y O?52YO  
    x\6i(k-  
    m_>~e}2'A  
    0'tm.,  
    结果:系统中的光线 05vu{>  
    m?D k(DJ  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: |0a GX]Y  
    Qx !! Ttd{  
    jh.e&6  
    I}7= \S/@  
    所有在光导内传播的光线: d0@czNWIC  
    q e;O Ox  
    O7tL,)Vv  
    d`4@aoM  
    FOV:0°×0° jj"?#`cW  
    Pr^p ^s  
    =)y=39&;/  
    _<G%  
    FOV:−20°×0° AZjj71UE  
    ^Dhu8C(  
    ]%/a'[  
    @V# wYt  
    FOV:20°×0° $ *^E  
    H!ISQ8{V  
    2T#>66^@q  
    }X*.Vv A  
    VirtualLab Fusion技术 'P?DZE  
    $5m_)]w4a  
     
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