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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 $t%"Tr  
    rjt O`Mt`  
    在为增强和混合现实(AR&MR)应用设计光波导设备的过程中,所提供的视场(FOV)等参数是主要的兴趣所在。为了突破可实现的最大视场的极限,人们研究了各种方法,例如在从入射耦合到出射耦合的传播过程中分割视场的系统。一个非常流行的方法是所谓的 "蝴蝶出瞳扩展",即在FOV的正负部分使用两个独立的EPE光栅区域,这也被应用于微软的Hololens2。在这份文件中,我们展示了在VirtualLab Fusion中实现这样一个EPE概念,它基于微软的US9791703B1专利。 _GRv   
    UYl JO{|a  
    N n:m+ZDo^  
    9n-RXVL+  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 fdvi}SS8  
    a'c9XG}  
    vBV"i9n   
    ,[+ZjAyG}#  
    任务描述 %Tk}sfx  
    5Xla_@WLW  
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    P2s^=J0@  
    光导元件 InTKdr^ P  
    7ZrJ#n8?ih  
    \=TWYj_Ah  
    xy2eJJq  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 >!CH7wX  
    FC|y'j 0  
    )3d:S*ly  
    T749@!v`z  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 `V$cz88b  
    k0Oc,P`'*  
    w4 >:uyE  
    L|vaTidc0  
    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。 GhaAvyN  
    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。 e{d_p%(  
    \L&qfMjW"Z  
    ~6pCOS}  
    U* c{:K-C  
    出瞳扩展器(EPE)区域 =t <:zLe  
    ]&; G\9$y  
    u^;sx/  
    ]*t*/j;N  
    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: u:p:*u_^I  
    kY0g}o'<  
    as\)S?0`.  
    C[HE4xF6  
    设计&分析工具 H znI R  
    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。 _r^G%Mvy|  
    - 光导布局设计工具: u/K)y:ZZ  
    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。 Sv CK;$:  
    - k域布局工具。 c9/ 'i  
    分析你的设计的耦合条件。 A@lhm`Aa  
    - 尺寸和光栅分析工具。 ?Ix'2v  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 :ok!,QN  
    +$an*k9  
    ;nHo%`Zt  
    X.W#=$;$:  
    总结-元件 8*Nt&`@  
    {&Gk.ODI7  
    ! S$oaCxM  
    s}p GJ&C  
    *]DJAF]  
    ~P_d0A~T  
    结果:系统中的光线 (D +{0 /  
    rVIb'sa  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: @O*ev| o@x  
    eo}S01bt  
    RF\1.HJG  
    ML9T (th6v  
    所有在光导内传播的光线: 4YB7og%P  
     Cq~ah  
    kcZ;SYosj  
    Rqd%#v  
    FOV:0°×0° (J?}eb;>n  
    _tR.RAaa"  
    lpX p )r+  
    T(fR/~:z?  
    FOV:−20°×0° 9_CA5?y$:  
    =G3J.S*Riy  
    @a7(*<".  
    Vzv.e6_  
    FOV:20°×0° `Mh<S+/  
    IQ27FV|3  
    ]$`s}BN  
    NiQc2\4%  
    VirtualLab Fusion技术 \]d*h]Hms  
    R4J>M@-0v  
     
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