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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: 2024-01-23
    摘要 BQ ol>VRu  
    S"Dw8_y7}  
    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。 V+mTo^  
    OI9V'W$  
    D4x~Vk%H  
    xsq+RBJi  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 vElVw. P  
    0!c^pOq6  
    =jX'FNv#  
    .I@jt?6X  
    任务描述 fBptjt_  
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    :n:Gr?  
    光导元件 (bIg6_U7\  
    94umk*ib  
    (1r.AG`g  
    tkFGGc}w\  
    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。 =U6%Wdth  
    l;I)$=={=  
    /N`l z>^~  
    9}{i8 <$=  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 `3Gjj&c  
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    B*+3A!{s  
    l@8UL</W  
    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。 ydCVG,"  
    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。 a sDq(J`sQ  
    A Z7  
    +`_I !  
    ,7m Rb-*p  
    出瞳扩展器(EPE)区域 m]yt6b4  
    J Cu3,O!q  
    I<q=lK  
    ,r{[lD^  
    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: *TpzX y  
    R6ynL([xh  
    V[R33NYG  
    N`tBDl"ld  
    设计&分析工具 F)we^'X  
    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。 etX &o5A  
    - 光导布局设计工具: 'E2\e!U/  
    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。 _`>F>aP  
    - k域布局工具。 "p43#  
    分析你的设计的耦合条件。 K|-?1)Um  
    - 尺寸和光栅分析工具。 9]AiaV9  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 a1;P2ikuK  
    ?=:wIMV  
    qRg^Bp'VD#  
    KgtMrT5<q  
    总结-元件 4WV'\R+m  
    sp4J%2b  
    xkIRI1*!  
    `mro2A  
    m>C}T  
    93="sS  
    结果:系统中的光线 4J=6A4O5Z  
    PiD%PBmUl  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: =&QC&CqEi  
     D(}w$hi8  
    @V/Lqia  
    O2|[g8(_F  
    所有在光导内传播的光线: z~TG~_s  
    {*VCR  
    :` >|N|i  
    (9_~R^='y  
    FOV:0°×0° j';V(ZY&BB  
    > uS?Nz5/  
    L&wJ-}'l  
    Y6T1_XG  
    FOV:−20°×0° R;9H`L/>  
    ?@U7tNI  
    ]Mu + DZ  
    v:*t5M >  
    FOV:20°×0° *Mf;  
    -aCtk$3  
    2Y~6~*8*~  
    GE`:bC3  
    VirtualLab Fusion技术 o8+ZgXct  
    l MCoc'ae  
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