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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。 T9 <2A1  
    4E8JT#&  
    'tN25$=V&W  
    Fg$3N5*  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 xX0-]Y h:  
    H 9 C9P17  
    #B'aU#$u  
    PCd0 ?c   
    任务描述 p <eC<dtu  
    %pu Lr'Y  
    Mh(]3\  
    k~%<Ir1V]  
    光导元件 t3Z_Dp~\  
    `"iY*  
    wn Y$fT9  
    J" j.'.  
    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。 K|C^l;M6  
    syx\gz  
    h@7FY  
    $&|y<Y=  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 %CZ-r"A  
    C\_zdADUb%  
    Q|}a R:4  
    gADmN8G=  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 H@X oqgI  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 o sbHs$C  
    z s Qo$p  
    71#I5*8  
    -71dN0hWh  
    出瞳扩展器(EPE)区域 qLncn}oNM  
    d{et8N  
    ^n#1<K[E  
    Zn:R PMk*  
    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: )T907I|  
    1ju#9i`.Wg  
    })vOaYT|-  
    [MX;,%;;  
    设计&分析工具 0YH+B   
    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。 2Zuq?1=  
    - 光导布局设计工具: c_{z(W"  
    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,NHQyk  
    - k域布局工具。 z!=P@b  
    分析你的设计的耦合条件。 Y**|N8e  
    - 尺寸和光栅分析工具。 "%WgT2)m.  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 (VyNvB  
    puSLqouTM  
    : Ud[f`t  
    YF#H Sf7  
    总结-元件 TAL/a*7\  
    3[p_!eoW  
    +ww^ev%  
    #gQF'  
    >,C4rC+:XN  
    G DSfT{kK\  
    结果:系统中的光线 g*\/N,"z  
    JnD {J`:  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: |6biq8|$3V  
    N)R[6u}  
    #)+- lPe  
    M"=n>;*X  
    所有在光导内传播的光线: )j6eE+gF  
    ^s7,_!.Pq  
    71FeDpe  
    NW$H"}+o  
    FOV:0°×0° 1,2EhfX|s  
    '/0#lF  
    vY6W|<s  
    QrD o|GtE  
    FOV:−20°×0° K5 3MMH[q#  
    FHy76^h>e  
    Itm8b4e9;  
    )G^TW'9  
    FOV:20°×0° >Dm8m[76  
    {mYP<NBT  
    @z6!a  
    ;'T{li2  
    VirtualLab Fusion技术 g]mtFrP  
    B,$l4m4  
     
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