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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: 2022-04-15
    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。 9u}Hmb  
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    peuZ&yK+"  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 EPM-df!=  
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    任务描述 F]]]y5t  
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    光导元件 A:N|\Mv2b  
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    j8{i#;s!"  
    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。 ?5|>@>  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 +tIF h'  
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    l2rd9 -T  
    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。 JNYFD8J~  
    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。 g:D>.lKd  
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    出瞳扩展器(EPE)区域 %D}kD6=  
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    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: *,8^@(th  
    mD0f<gJ1  
    7>Ouqxh21  
    [OV"}<V  
    设计&分析工具 $i}y8nlQ  
    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。 >WQMqQ^t@  
    - 光导布局设计工具: )3Iz (Ql  
    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。 [.'|_l  
    - k域布局工具。 2"kLdD  
    分析你的设计的耦合条件。 N~d?WD\^  
    - 尺寸和光栅分析工具。 Ym{tR,g7  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 EQyC1j  
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    % X+:o]T  
    [.8BTj1%  
    总结-元件 qL&[K>2z  
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    ]kG"ubHV?h  
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    m!4ndO;0vh  
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    结果:系统中的光线 *:YiimOY"  
    I<4Pur>"  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: !M]uL&:  
    q J=~Y|(  
    5k3n\sqZA  
    be{H$9'  
    所有在光导内传播的光线: HU }7zK2  
    F/bT)QT<f  
    ^ f &XQQY  
    L9 \1+rq  
    FOV:0°×0° k\YG^I  
    yw[g!W  
    t#/YN.@r  
    |zNX=mAV  
    FOV:−20°×0° c9'vDTE%~  
    :P\7iW  
    6BHXp# #z  
    +L| ?~p`V  
    FOV:20°×0° G<8/F<m/  
    Gg3,:A_ w  
    nFg~< $d  
    dA`IEQJL  
    VirtualLab Fusion技术 yZ(zdM\/sL  
    -M~:lK]n   
    .fFCC`&T  
     
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