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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 .f]2%utHB  
    %O_Ed {G4t  
    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。  h2]gA_T`  
    X7gtR|[  
    gw);b)&mx  
    I4"U/iL51  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 J`4{O:{4  
    b".e6zev  
    X[ up$<  
    ykbTWp$Y4Z  
    任务描述 &fYV FRVkq  
    .8.LW4-ff  
    C [h^bBq  
    ' Zmslijf  
    光导元件 kan4P@XVS  
    V}UYr Va#9  
    ~)&im.Q4  
    juc;]CHt'  
    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。 >*aqYNft  
    49m}~J=*  
    e+=P)Zp/  
    ^|0>&sTHOH  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 G`" 9/FI7  
    '-[~I>o%  
    =-U8^e_Y  
    :pZWFJ34{  
    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。 t*'U|K4L/  
    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。 -N]%) Hy  
    4q7hL  
    $-:j'e:j  
    0cBk/x^s  
    出瞳扩展器(EPE)区域 BCtm05  
    =(Ll}V,  
    u4UQMj|q  
    {a `#O9  
    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: S=bdue  
    $rG~0  
    oTqv$IzqP  
    ?g21U97Q  
    设计&分析工具 <(U :v  
    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。 t$W~X~//  
    - 光导布局设计工具: C_JDQByfL  
    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。 *?GV(/Q  
    - k域布局工具。 $WV N4fg  
    分析你的设计的耦合条件。 fq2t^c|$  
    - 尺寸和光栅分析工具。 zz 1e)W/  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 aA5rvP +  
    Fl'+ C  
    7u9!:}Tu  
    `>mT/Rmb@  
    总结-元件 1hQeuG  
    a8Q=_4 l  
    rcWr0q  
    .^%!X!r  
    .s)z?31  
    -:|1>og  
    结果:系统中的光线 (t\ F>A  
    gVs8W3GW  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: j5yxdjx9  
    ~A5MzrvIO2  
    rprtp5Cg  
    `T]1u4^E  
    所有在光导内传播的光线: 0Q1s JDa.  
    8"\g?/  
    [e:mRMi  
    7fg +WZ  
    FOV:0°×0° ;P{HePs=)  
    .Y"H{|]Mnh  
    x3JX}yCX  
    )fo9Qwe  
    FOV:−20°×0° :i4>&4j  
    f;k'dqlv  
    ~HH#aXh*  
    :$`"M#vMX  
    FOV:20°×0° \v'\ Ea~  
    FD&"k=p+X  
    $1h,<$5H  
    3',|HA /x  
    VirtualLab Fusion技术 jJN.(  
    H ',Nt  
     
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