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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 ?G>#'T[  
    t?j2Rw3f`I  
    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。 ALY% h!L  
    /,Sd  
    w_ po47S4  
    ,*$/2nB^  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 hT<:)MG)+K  
    B(%bBhs  
    &Jw4^ob  
    x uDn:  
    任务描述 AFcA5: ja  
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    XT5Vo  
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    光导元件 6}6ky9  
    ,`JXBI~  
    <.<Q.z  
    xR, ;^R|C  
    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。 8@a|~\3-  
    WxS=Aip'  
    9N'um%J3%s  
    $PQlaivA  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 8c'0"G@S  
    J}.y+b>8\  
    ptmPO4f  
    Px4 zI9;cB  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 aUy=D:\  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 _u:4y4}  
    r}~l(  
    6YZ&>` a^  
    6]}Xi:I  
    出瞳扩展器(EPE)区域 :l>T~&/98  
    ;v6e2NacM'  
    Te#wU e-|  
    qpl"j-  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: 2r~ Nh](  
    G\H@lFh  
    "A:wWb<m  
    [VPqI~u5)  
    设计&分析工具 7,e=|%7.  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 vAJfMUlP  
    - 光导布局设计工具: V_(?mC  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 A_%}kt (6  
    - k域布局工具。 NG_O I*|~  
    分析你的设计的耦合条件。 ANCgch\  
    - 尺寸和光栅分析工具。 ' U)~|(\i  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 8}Y( @ %4  
    nu$LWC-  
    T[XI  
    y( MF_'l  
    总结-元件 ^D B0C  
    /:e|B;P`k  
    AX1'.   
    @Ds?  
    5Kv=;o=U  
    SAG) vmm  
    结果:系统中的光线 -JZl?hY(  
    Ok6Y&#'P  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 2.&v{gq  
    jVRd[  
    ^B& Z  
    `bT{E.(T  
    所有在光导内传播的光线: -r-`T s  
    u(ZS sftat  
    @;<w"j`r  
    i}<R >]S  
    FOV:0°×0° e`$v\7K  
    {=g-zsc]K  
    m2|0<P@k!  
    .<42-IEc  
    FOV:−20°×0° fJE ki>1  
     ]NAPvw#p  
    T"d]QYJS  
    FcW ?([l  
    FOV:20°×0° t41cl  
    x2ol   
    xJ&StN/'  
    nLtP^ 1~9H  
    VirtualLab Fusion技术 ^1cqx]>E  
    )edM@beY_  
     
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