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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。 &2Q0ii#Aa  
    |'SgGg=E  
    c`M ,KXott  
    k3- 7Vyg  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 v K7J;U+cJ  
    + 2j]  
    0{k*SCN#  
    713)D4y}  
    任务描述 h+ggrwg'  
    !C>'a:  
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    wc~k4B9"  
    光导元件 lDf:~  
    -udKGrT+  
    |WUm;o4E`U  
    ?E|be )  
    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。 sI% =G3o=  
    %AV[vr,  
    _c@k>"_{S  
    \1H~u,a  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 >=VtL4K^  
    6d#:v"^,  
    nu!tk$Q  
    ,b!]gsds  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 wS%j!|xhlV  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 O @)D%*;v  
    W>2m %q U  
     #-^y9B  
    R;3Tyn+  
    出瞳扩展器(EPE)区域 .0ExHcr  
    x/]]~@:  
    Yd>ej1<  
    m{ VC1BkZ  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: OLh QS_D  
    QBwgI>zfS"  
    7w8I6  
    9?i~4&EY  
    设计&分析工具 Y?b4* me  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 <7X6ULQ  
    - 光导布局设计工具: #>[5NQ;$'  
    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。 1XD|H_JG<j  
    - k域布局工具。 f!D~aJ  
    分析你的设计的耦合条件。 U%zZw)  
    - 尺寸和光栅分析工具。 $ri'tJ+  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 hn p-x3  
     `xm4?6  
    nApkK1?  
    8Z1pQx-P2C  
    总结-元件 48t_?2>  
    \UR/tlw+/  
    D$$,T.'u  
    Q?7:Xb N  
    .V'=z|   
    jn/ J-X=  
    结果:系统中的光线 _=d X01  
    qt&zo5  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: /:o (Ghc?  
    cN] ]J  
    ZA! yw7~  
    Or9`E(  
    所有在光导内传播的光线: x O gUX6n  
    @b,&b6V  
    {;[W'Lc  
    2ij/!  
    FOV:0°×0° cV+ x.)a.  
    N-9qNLSP  
    n>-"\cjV  
    !v`C-1}70  
    FOV:−20°×0° V {H/>>k7  
    )VoQ/ch<  
    n"P29"  
    ujMics(  
    FOV:20°×0° bo%v(  
    ( /):  
    ~3F\7%Iqc  
    M(+;AS?;  
    VirtualLab Fusion技术 IQ3]fLb  
    MG6y  
     
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