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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。 *[|a $W  
    mS9ITe M  
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    d69synEw>k  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Zl\$9Q_  
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    SZVAf|]Yg  
    任务描述 L; o$vI~U,  
    -+HD5Hc  
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    光导元件 X(npgkVP\  
    '89nyx&W  
    V|hr9  
    S\S31pYT  
    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。 dcH@$D@~S  
    4(%LG)a4S  
    /=@V5)  
    cna/?V  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 \LYNrL~?J  
    L;i(@tp|v  
    `L m9!?  
    DyCnL@  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 ~vscATQ  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 x>Gx yVE  
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    1~ZFkcV_C  
    *3A)s O  
    出瞳扩展器(EPE)区域 ~N]pB]/][  
    H{,qw%.|KA  
    3{{Ew}kZm  
    Ve[[J"ze  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: I\~sE Jwj  
    pC/13|I  
    :;URLl0  
    uhvn1"  
    设计&分析工具 oqa8v6yG'  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 q^ eLbivVE  
    - 光导布局设计工具: h1+y.4  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 bWg!/K55  
    - k域布局工具。 V)Ze> Pp  
    分析你的设计的耦合条件。 sI5S)^'IQ  
    - 尺寸和光栅分析工具。 <T`&NA@%~$  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 -J;;6aA  
    $6~t|[7:%Y  
    B&"c:)1 C2  
    5I&Dk4v  
    总结-元件 G<>h>c1>z  
    Hn}m}A  
    j_0xE;g"]  
    Wg=qlux-  
    6 2LLfD  
    rCd*'Qg  
    结果:系统中的光线 F13vc~$Ky  
    [e7nW9\l  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: [mFgo il  
    u,JUMH]@  
    |F49<7XB[~  
    Xu7lV  
    所有在光导内传播的光线: jE2EoQ i,  
    'kHa_  
    >rY^Un{Z  
    qoSZ+ khS$  
    FOV:0°×0° KtcuGI/A  
    42=/$V  
    /Q2HN(Y  
    S{nBQB<  
    FOV:−20°×0° Rnw v/)  
    E&;;2  
    T'-kG"lb  
    (s,u9vj=>L  
    FOV:20°×0° ut^6UdJ+`  
    ;v5Jps2^]  
    =kb/4eRg  
    Ga\kvMtr  
    VirtualLab Fusion技术 t[:G45].-k  
    FKy2C:R(]  
     
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