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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: 2024-06-12
    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。 ]3.;PWa:  
    ,1o FPa{?  
    DN57p!z  
    &FN.:_E  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 wEvVL  
    Gu\q%'I  
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    4u})+2W  
    任务描述 {[?(9u7R  
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    光导元件 ) ahA[  
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    fHd#u%63K  
    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。 mSl.mi(JiZ  
    ;,:`1UI  
    &(l9?EVq1  
    0[?Xxk}s0  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 9N 3o-=  
    Uf;^%*P4  
    K:# I  
    -**g~ty)  
    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。 }l} Bo.C  
    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。 VY=jc~c]v  
    |"CZT#  
    aNspMJ  
    DAr1C+Dy  
    出瞳扩展器(EPE)区域 4yA+ h2  
    O`t&ldU  
    9gK` E  
    Sp]0c[37R  
    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: !9VY|&fHe  
    7CURhDdk  
    e)? .r9pA;  
    6H WE~`ok6  
    设计&分析工具 i#Bf"W{F  
    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。 r1{@Ucw2  
    - 光导布局设计工具: ~H<6gN<j(.  
    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。 ~/iKh1 1  
    - k域布局工具。 1FL~ndJs  
    分析你的设计的耦合条件。 2E)-M9ds  
    - 尺寸和光栅分析工具。 x,pjpx  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 Nkth>7*  
    :vQrOn18p  
    nRZ]z( b  
    sfugY (m  
    总结-元件 CXx*_@}MU  
    SBk4_J/_  
    Z4w!p?Wqa  
    .glA gt  
    )e=D(qd  
    NgGp  
    结果:系统中的光线 '9Xu p  
    h-K_Lr]  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: -4IE]'##  
    rCbDu&k]  
    qUW! G&R  
    }9#r0Vja  
    所有在光导内传播的光线: !v_|zoCEj  
    oC: {aK6\  
    g-</ua(j  
    g<; q.ZylT  
    FOV:0°×0° U!?_W=?  
    c&?m>2^6  
    l<LP&  
    03qQ'pq  
    FOV:−20°×0° %i9E @EV  
    RSyUaA  
    "R1NG?; q  
    /h H  
    FOV:20°×0° )D5"ap]fX  
    [" )o.(  
    rv^@,8vq  
    Fg5kX  
    VirtualLab Fusion技术 "ESwA  
    bz2ztH9 n  
     
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