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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 &m5^ YN$b  
    |Kd6.Mx  
    在为增强和混合现实(AR&MR)应用设计光波导设备的过程中,所提供的视场(FOV)等参数是主要的兴趣所在。为了突破可实现的最大视场的极限,人们研究了各种方法,例如在从入射耦合到出射耦合的传播过程中分割视场的系统。一个非常流行的方法是所谓的 "蝴蝶出瞳扩展",即在FOV的正负部分使用两个独立的EPE光栅区域,这也被应用于微软的Hololens2。在这份文件中,我们展示了在VirtualLab Fusion中实现这样一个EPE概念,它基于微软的US9791703B1专利。 6teu_FS  
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    ^U~Er'mT  
    U>t:*SNC*  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 t'F$/mx.  
    Fe[6Y<x+:  
    rX$-K\4W  
    |6NvByc,  
    任务描述 (&m1*  
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    c+{XP&g8_J  
    光导元件 `_vPElQXZ#  
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    Rb<| <D+  
    Yy 4Was#  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 nxN("$'cq  
    f]1 $`  
    =pe O %  
    mV]~}7*Y;  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 IO #)r[JZ  
    R@WW@ Of  
    a?Om;-i2`S  
    lJa-O  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 ])pX)(a  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 crd|r."  
    AkjoD7.*  
    VFV8ik)  
    h%:wIkZ/  
    出瞳扩展器(EPE)区域 N+SA$wG  
    P9\y~W  
    y~_x  
    ~=wBF  
    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: XF{2'x_R  
    $_ $%L0)5  
    .*k!Zl*  
    FIn)O-<  
    设计&分析工具 >VjtKSN  
    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。 \^F6)COy  
    - 光导布局设计工具: /XRgsF  
    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。 D622:Y886  
    - k域布局工具。 e /XOmv  
    分析你的设计的耦合条件。 ICoZ<;p  
    - 尺寸和光栅分析工具。 tSDp>0yZ3  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 oi3Ix7  
    5}N O~Xd<  
    yyR@kOGga  
    YVHDk7s  
    总结-元件 YVY(uq)d  
    u@wQ )^  
    .hvn/5s  
    _}Gs9sHr0K  
    YS"76FJ  
    :?%_JM5U  
    结果:系统中的光线 %4To@#c  
    RmN\;G?}  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: y(#F&^|  
    p|Fhh\,*`X  
    qfY=!|O  
    _ )^n[_E  
    所有在光导内传播的光线: Qe/=(P<  
    nfvs"B;  
    r52,f%nlm  
    $PbN=@  
    FOV:0°×0° QQjMC'  
    OaxE3bDT  
    (Gxv?\  
    ,v1-y ?kB  
    FOV:−20°×0° dR /UXzrc  
    0H.B>: pv  
    H+2J.&Ch  
    NU/~E"^I.  
    FOV:20°×0° o:Z*F0qm  
    7 -V_)FK2c  
    .Lu=16  
    A[':O*iB  
    VirtualLab Fusion技术 J>Rt2K  
    *t|j+*c}  
     
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