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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 E:ci/09wD W dD889\ 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。 pCrm `hy( m7g*zu2# [attachment=125424] i9XpP(mf aEvbGo 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 yDKH;o r6'dEa [attachment=125425] 1 =C12 [attachment=125426] NWvIwt{ 任务描述 !?0C(VL(: n#b{ [attachment=125427] k]5tU\;Yw ~{tO8
] 光导元件 ){w{# q%e'WM G~n [attachment=125428] _^#eO`4" *2->>"kh 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。 oJr+RO $ %MgIy [attachment=125429] Z>bNU A1-,b.Ni 输入耦合和输出耦合的光栅区域 *c[w9(fU J(d[05x0 [attachment=125430] }7 +%k/ h7q{i|5 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。 xS tsw5d 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。 Wn+s:ov KFHZ3HZ:> [attachment=125431] =3QhGFd 5(J?C-Pk 出瞳扩展器(EPE)区域 Ovk=s,a)K
QrK%DN [attachment=125432] OxGfLeP.R! $Y_S`#c@i 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: j67ppt p03I&d@w> [attachment=125433] = NZgbl PHqg~q;* 设计&分析工具 qS@3:R VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 heou\;GI" - 光导布局设计工具: .ZF%$H 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。 (~N?kh: - k域布局工具。 RVttk )Ny 分析你的设计的耦合条件。 v{t
pRL0 - 尺寸和光栅分析工具。 2I_ yUt- 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 d;Y Kw1 BYEZ[cM [attachment=125434] -o%? ]S /Tm+&Jd 总结-元件 c86KDEF [(x*!,= [attachment=125435] {:!>Y1w> k-=lt\? [attachment=125436] =bC' >qw} (JlPe)Q5 结果:系统中的光线 ~:7y!=8# "NLuAB.P 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: %6uZb sa
A1+:y,wXs [attachment=125437] !;,\HvEZYw Z3{1`"\<K
所有在光导内传播的光线: 9h\RXVk{tA "ymR8y' [attachment=125438] 4;Ucas6 {Z8GG FOV:0°×0° tW|0_m>{ tdxzs_V,- [attachment=125439] bpZA%{GS U&BCd$ FOV:−20°×0° PY7H0\S) bl
a`B=r [attachment=125440] x6R M)rr e`g+Jf`AT FOV:20°×0° r+C4<-dT )m;*d7l~p [attachment=125441] 7ihcjyXB 3JQ7Cc> VirtualLab Fusion技术 @ !su7 Wjl2S+Cc [attachment=125442]
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