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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 <hhjPqY  
    ~5sH`w~vQ  
    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。 U t'r^  
    XL!^tMk  
    2V)qnMxAZJ  
    {&d )O  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 v JPX`T|  
    #xBh62yIuP  
    b?deZ2"L#  
    r"\g6<RP  
    任务描述 p{S#>JTr  
    P2>Y0"bY  
    atmTI`i  
    h&j9'  
    光导元件 o=ULo &9  
    [2Ot=t6]  
    x3]y*6  
    gq[`g=x  
    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。 MMS#Ci=Lj  
    Egr'IbB  
    yi@mf$A|  
    AAPfU_: ^  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 mj _ V6`m4  
    >a$b4 pvh  
    Fooa~C"  
    !y syb  
    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。 o]O  
    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。 c?XqSK`',Z  
    :Co+haW  
    t o2y#4'.  
    ?Y | *EH  
    出瞳扩展器(EPE)区域 |VE *_ G  
    xA {1XS}  
    |dI,4Z\Qb  
    3E]IEf  
    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: ~zD*=h2C  
    F|{F'UXj|  
    )*I%rN8b   
    tDwj~{a~  
    设计&分析工具 >S=,ype~G  
    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。 PHHX)xK  
    - 光导布局设计工具: Od@<L  
    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。 |cd=7[B  
    - k域布局工具。 @!:_r5R~N  
    分析你的设计的耦合条件。 nps"nggk  
    - 尺寸和光栅分析工具。 BLQD=?Q  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ;gmfWHB<  
    CKgbb4;<m[  
    vhj^R5=  
    k=8LhO  
    总结-元件 ;$>wuc'L  
    9HJA:k*k|  
    [V_?`M  
    rm nfyn  
    O| zLD  
    4C[n@ p2  
    结果:系统中的光线 <rAk"R^  
    Q]NGd 0J  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: <;.->73E  
    ajMI7j^G  
    D|rcSa.M  
    UZ}>@0  
    所有在光导内传播的光线: 4bZ +nQgLu  
    jXALN  
    qtLXdSc  
    |`i.8  
    FOV:0°×0° 0&k!=gj:>Z  
    '-k~qQk)6  
    vhaUV#V"  
    XOi[[G}  
    FOV:−20°×0° <{yQNXf[  
    y$^.HI02jP  
    RS`~i8e'  
    Y%iimbBY|  
    FOV:20°×0° SuU %x2  
    Z6XP..  
    0;pOQF  
    eg vgi?y  
    VirtualLab Fusion技术 u]%>=N(^2  
    70&]nb6f  
     
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