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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。 Zo|# ,AdE>  
    Zb=H\#T  
    Kr'5iFK7  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 =h9&`iwiu  
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    juQQ  
    任务描述 p$ %D  
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    光导元件 48 `k"Uy   
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    <Sx-Ca7  
    }?jL;CCe  
    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。 K7H` Yt  
    Bdd>r# ]  
    O_jf)N\pi  
    w(KB=lA2  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 #4e Taik  
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    WM_wkvY l  
    IMDGinHAy  
    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。 _Hn-bp[?>  
    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。 m:,S1V_jl  
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    d)&}% 2ku  
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    出瞳扩展器(EPE)区域 2Po e-=  
    N>S_Vgk}  
    Z;6v`;[  
    w{1DwCLKq  
    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: `}YCUm[SI  
    8e9ZgC|  
    &nk[gb o\  
    }x^q?;7xW  
    设计&分析工具 ;LM,<QJ  
    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。 WZ a?Xb  
    - 光导布局设计工具: _S[@d^cY  
    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。 V~> x \  
    - k域布局工具。 :eIu<_,}  
    分析你的设计的耦合条件。 k%5 o5Hx  
    - 尺寸和光栅分析工具。 V9tG2m Lf>  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 J~3+j6?%  
    D.hj9  
    4ACL|RF)A  
    JlZU31Xws  
    总结-元件 -c"nx$  
    %B&y^mZv*\  
    > :s#MwIwm  
    jU~ ! *]  
    M~Tx 4_t  
    c5& _'&  
    结果:系统中的光线 QN!$41A?{  
    $d]3ek/  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: lj{Jw.t  
    1Z5:D E<  
    a&3pPfC  
    ' w^Md  
    所有在光导内传播的光线: =@F1J7  
    SL9]$MmJn  
    #Ont1>T,G  
    o/grM+_  
    FOV:0°×0° dvWQ?1l_  
    @pcmVsIp  
    'gDhi!h%  
    gZI88Q  
    FOV:−20°×0° &&/2oP+z  
    L 1FT h  
    dX4"o?KD>  
    |;XkU`G  
    FOV:20°×0° dWhki|c  
    \G+ hi9T(  
    "enGWI H  
    HAof,* h$  
    VirtualLab Fusion技术 T) ZO+}  
    9ZbT41  
     
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