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2024-01-23 08:02 |
基于微软专利的带蝴蝶出瞳扩展的光波导结构
摘要 8G?'F${` 5^t68
WOl 在为增强和混合现实(AR&MR)应用设计光波导设备的过程中,所提供的视场(FOV)等参数是主要的兴趣所在。为了突破可实现的最大视场的极限,人们研究了各种方法,例如在从入射耦合到出射耦合的传播过程中分割视场的系统。一个非常流行的方法是所谓的 "蝴蝶出瞳扩展",即在FOV的正负部分使用两个独立的EPE光栅区域,这也被应用于微软的Hololens2。在这份文件中,我们展示了在VirtualLab Fusion中实现这样一个EPE概念,它基于微软的US9791703B1专利。 <bDjAVq {W62%>v [attachment=125424] C=t:0.:PJ u 3wF)B{ 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Yc3r3Jy tY C`?HT [attachment=125425] ZsirX~W< [attachment=125426] eOt T* 任务描述 K8$Hg:Ky-/ aBj~370g [attachment=125427] -IMm# :CV!:sUm 光导元件 wciYv, R0(Nw7!d/[ [attachment=125428] c (O+s/
5H1SC8+B, 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。 WLV'@$ <|( `o8b\p\zn [attachment=125429] Ka1
F7b HU-4k/I~ 输入耦合和输出耦合的光栅区域 y,tA~ 4xuL{z;\ [attachment=125430] 0NK]u~T< :c"J$wT/ 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 N#Bg`:! 为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 w6y?D< `<zaxO [attachment=125431] f&bY=$iff j01.`G7Q 出瞳扩展器(EPE)区域 -@b&qi7&S S3PW [R@= [attachment=125432] l7Y^C1hM ^2[0cne 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: .J#xlOa- WZ&/l 65J [attachment=125433] NDglse yHLclv 设计&分析工具 PorBB7iL 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。 O66\s q - 光导布局设计工具: 9aD6mp 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。 XA5gosq - k域布局工具。 e<dFvMO 分析你的设计的耦合条件。 =<s+cM - 尺寸和光栅分析工具。 BhJqMK>'S 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 F IDNhu J)Dw` =O0n [attachment=125434] ?|Fu^eR%X ,Ej2]iO\7 总结-元件 8)&yjY lSC3m=4g [attachment=125435] cRsLt/Wr 7=0uG [attachment=125436] b[$%Wg Vj_(55WQ 结果:系统中的光线 s<5q%5ix3 k$y(H;XA 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: eft-]c+*0 38b%km# [attachment=125437] .*:SZ3v "Y}f"X| 所有在光导内传播的光线: FSoL|lH @y[Zr6\z [attachment=125438] 1GN>,Lb:o p%+ 0^]v1 FOV:0°×0° E^zgYkZO m <IPi < [attachment=125439] \v44 Vmfz d*,% -Io FOV:−20°×0° 9*GwW&M%1_ s+(%N8B [attachment=125440] HAEgR x=Qy{eIe FOV:20°×0° \)eHf
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+j [attachment=125441] gZuk( VQU [5C VirtualLab Fusion技术 x9xb4ZW bITOA [attachment=125442]
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