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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 正序阅读 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。 ]F-6KeBc  
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    Kg6 7cmj)f  
    =#fvdj  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 MT gEq  
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    JPzPL\  
    任务描述 @"2-tn@q_  
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    光导元件 u%'22q$  
    g8y Zc}4  
    \bE~iz3b9  
    :9qB{rLi}  
    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。 x B[# a*  
    #2=30  
    h {btT  
    x7>sy,c  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 PxY"{-iAM  
    $a1.c;NE'  
    XA%?35v~  
    "0mR*{nF  
    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。 D=]P9XDvb.  
    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。 LYv2ll`XP  
    5=e@yIr'#  
    0\A[a4crj  
    hNfL /^w  
    出瞳扩展器(EPE)区域 Hu.d^@V  
    Ok\UIi~  
    Yr@@ty  
    $dVjxo  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: J{I?t~u  
    #,C{?0!  
    F"I@=R-n  
    -K4RQ{=>UZ  
    设计&分析工具 1+zax*gO-  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 S5M t?v|K  
    - 光导布局设计工具: XZJx3!~fm  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 NU"X*g-x^  
    - k域布局工具。 dXQWT@$y!E  
    分析你的设计的耦合条件。 H6QQ<~_&  
    - 尺寸和光栅分析工具。 oizoKwp%  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 w}?\Q,  
    jkd8M;Jw  
    eS M!_2  
    -g9f3Be  
    总结-元件 $@X,J2&  
    3@SfCG&|e  
    2t%)d9r32  
    -)/>qFj )  
    3dfSu'  
    A2 r RYzN;  
    结果:系统中的光线 ,KWeW^z'7  
    O1PdM52  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: y!].l0e2a  
    H.e@w3+h  
    pw8'+FX  
     E2l.  
    所有在光导内传播的光线: <@P0sd   
    ]|oqJ2P  
     GU9`;/  
    hsh W5j  
    FOV:0°×0° n=~?BxB  
    ) PtaX|U  
    1JY4E2Q  
    GZo^0U,;  
    FOV:−20°×0° SJfsFi?n  
    Oc1ZIIkh\  
    :Wln$L$  
    UA^E^$f:  
    FOV:20°×0° d)@M MF  
    r+n&Pp+9  
    *Z(qk`e.b  
    6%>0g^`)9Y  
    VirtualLab Fusion技术 8LOzL,Ah  
    l[gL(p"W  
     
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