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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: 2024-12-12
    摘要 1{$=N 2U  
    iM +p{ /bN  
    在为增强和混合现实(AR&MR)应用设计光波导设备的过程中,所提供的视场(FOV)等参数是主要的兴趣所在。为了突破可实现的最大视场的极限,人们研究了各种方法,例如在从入射耦合到出射耦合的传播过程中分割视场的系统。一个非常流行的方法是所谓的 "蝴蝶出瞳扩展",即在FOV的正负部分使用两个独立的EPE光栅区域,这也被应用于微软的Hololens2。在这份文件中,我们展示了在VirtualLab Fusion中实现这样一个EPE概念,它基于微软的US9791703B1专利。 z"$huE>P6  
    ,c6c=di  
    abtYa  
    z:W|GDD1  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 +BgUnu26  
    C%q]o  
    >goG\y  
    @ev8"JZ1  
    任务描述 (P|k$S?m  
    D22jWm2  
    A(T=  
    m.&"D> \t  
    光导元件 CJf4b:SY@  
    7i0;Ss*  
    ?, oE_H  
    <qjolMO`  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 o)sX?IiC  
    VdE$ig@  
    <hB~|a<#  
    ~4=XYYcka  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 +1>\o|RF  
    |3dIq=~1"Y  
    s&D>'J  
    Y8Z-m (OQ  
    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。 nna boD  
    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。 2U rE>_  
    K?gO ]T{6  
    [9,34/i  
    C3-I5q(V]  
    出瞳扩展器(EPE)区域 \$Aw[ 5&t  
    |v@ zyOq&b  
    @X]J MicJ  
    oRQ( l I>  
    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: TykY>cl   
    U{PFeR,Uk  
    )( W%Hmi  
    R:Tv'I1-L  
    设计&分析工具 Oz4yUR  
    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。 17S<6j#H5  
    - 光导布局设计工具: ~5 e 1&  
    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。 n*y@3.  
    - k域布局工具。 ggHz-oNY  
    分析你的设计的耦合条件。 eDL0Vw  
    - 尺寸和光栅分析工具。 tN-B`d 1  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 4]m?8j) 6b  
    by* v($  
    KJCi4O&  
    2hFOwI  
    总结-元件 y0\=F  
    D~r{(u~Ya  
    !y7w~UVs  
    Z8q*XpUH  
    v0,&wdi  
    Qvm[2mb  
    结果:系统中的光线 L ]QBh\  
     H;Cv] -  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: Q)ZbnR2Z8  
    {z*`* O@  
    % QI6`@Y"  
    d1hXzJs  
    所有在光导内传播的光线: 'jjJ[16"d  
    Vo(V<2lw}  
    z:p9&mi  
    @+(a{%~7y  
    FOV:0°×0° <:I]0|[  
    B+2Jea,N  
    5gH'CzU?  
    (qg~l@rf  
    FOV:−20°×0° \!!1o+#1j  
    A\T9>z^k  
    :my@Oxx4@  
    ;BjJ<?^{  
    FOV:20°×0° 'Z`fZ5q  
    Su/}OS\R  
    $Y<(~E$FX  
    TTm  
    VirtualLab Fusion技术 G L8 N!,  
    &ZAc3@l[c  
     
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