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2025-01-22 08:08 |
基于微软专利的带蝴蝶出瞳扩展的光波导结构
摘要 WrSc@j&Ycv i!RfUod 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。 ggL/7I( _3:%b6&Pz
k qL.ZR f9 \$,7F 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 BM/o7%]n - om9 Z0e
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vc&v+5Y 任务描述 FuBt`H {x?qz~W
#G.eiqh$a e`S\-t?Z 光导元件 M2-`p 4qz+cB_
\yu7,v t^KQ*8clG 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 s~].iQJ{B W} i6{Vh
0cE9O9kE >x JzV 输入耦合和输出耦合的光栅区域 uE41"?GS u\Ylo.)b
xa@$cxt =T,Q7Dh 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。 ZX` \so,&, 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。 KCW2
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C@6:uiT$ 60vmjm Xl 出瞳扩展器(EPE)区域 jkx>o?s)z fJ[ ^_,O
3fhY+$tq @k&6\1/U 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: 9gcW; Jgv Mx
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~D_q zPa2fS8 设计&分析工具 8Y.qP"s VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 oj -
`G - 光导布局设计工具: 9L:wfg}8s 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 /iFn=pk1? - k域布局工具。 46}U+> 分析你的设计的耦合条件。 3e&+[j - 尺寸和光栅分析工具。 `P;r[j" 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 J)>DsQ+Cj SK\@w9#&$
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$! 总结-元件 B18BwY bRxI7 '
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7]vmtlL x 4+WZYv3 结果:系统中的光线 ^x\VMd3*w fA6IW(_bi 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: %xlpOR4 j~k,d.17M
?Ts]zO%%Z EwzR4,r\M 所有在光导内传播的光线: k9}8xpH &))d],tJX
1 %P-X! }#FV{C] FOV:0°×0° HLW_Y|QaFo S&`6pN
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| FOV:−20°×0° o99ExQ. fEZuv?@
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