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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。 " Ya9~6  
    'n0 .#E_  
    hrbo:8SL  
    [8"ojhdV  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 LOr|k8tL%  
    (zG.aaz*C  
    $J.T$0pFa  
    IS BV%^la|  
    任务描述 K$H <}e3  
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    XF}rd.K:  
    光导元件 JQ@fuo %  
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    YD\]{,F|  
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    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。 ME^ ,'&  
    y:d{jG^  
    MAqLIf<G  
    ;Wc4qJ.@  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 [iS,#w` 5  
    w%dL 8k  
    I;7nb4]AmF  
    w\w(U  
    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。 :m'+tGs  
    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。 B&Y_2)v  
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    -Xz&}QA  
    Z{R[Wx  
    出瞳扩展器(EPE)区域 6_gnEve h  
    Vw#{C>  
    w~Ff%p@9  
    g> S*<  
    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: AW,OH SXh6  
    DNkWOY#{  
    ?":'O#E  
    !:CJPM6j3  
    设计&分析工具 ]XA4;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。 % UZVb V  
    - 光导布局设计工具: ir16   
    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。 xd-XWXc  
    - k域布局工具。 s%pfkoOY%  
    分析你的设计的耦合条件。 k+^'?D--'P  
    - 尺寸和光栅分析工具。 o.-C|IXG  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 re &E{  
    ,xI%A, (,;  
    is?2DcSl5  
    [xb]Wf  
    总结-元件 X|DO~{-au  
    #~L h#  
    J*fBZ.NO  
    ?!VIS>C(  
    PX(p X>  
    =~KsS }`1,  
    结果:系统中的光线 FG@ -bV  
    ]@^coj[  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: !? 5U|  
    ww k PF  
    oslJC$cy'  
    SP]IUdE\  
    所有在光导内传播的光线: wJ<Oo@snm  
    vhuw &.\  
    JUAS$Y  
    CjIu[S1%  
    FOV:0°×0° U`|0 jJ  
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    RW$:9~  
    FOV:−20°×0° 'b*%ixa  
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    x35cW7R}T_  
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    FOV:20°×0° ;a{:%t  
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    G~7 i@Zs  
    VirtualLab Fusion技术 ._9 n~=!  
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