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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。 kWZ/ej  
    AJ;u&&c4C\  
    MZUF! B  
    xm%[}Dt]  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ?=;e.qK=71  
    GibggOj2Q,  
    z;fd#N:  
    /RA1d<~$q  
    任务描述 T+AlcOP  
    aBqe+FXp4  
    :$SRG^7md  
    7]M,yIwc  
    光导元件 %=NM_5a}]  
    !7IT~pO`  
    >D`fp  
    \U)2 Tg  
    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。 ~uhyROO,G"  
    D&z'tf5  
    RvyBg:Aj5  
    t_dw}I   
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 SQ~N X)  
    !^>LOH>j  
    #q~3c;ec  
    *O(/UVuD\  
    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。 9I`Mm}v@  
    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。 xY\*L:TwW  
    4i[v ew  
    O]Ry3j  
    F(KH-  
    出瞳扩展器(EPE)区域 .q_uJ_qu-  
    dPH! V6r  
    dVsAX(  
    9Th32}H  
    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: /c_kj2& ]9  
    Z!*8JaMT  
    ga{25q}"  
    ;G4HMtL  
    设计&分析工具 qSpa4W[  
    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。 zgq_0w~X  
    - 光导布局设计工具: ~*' 8=D?)  
    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。 c5=v`hv  
    - k域布局工具。 Cdt,//xrz  
    分析你的设计的耦合条件。 T4HoSei  
    - 尺寸和光栅分析工具。 VJ6>3  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 9aF..  
    s!j(nUd/  
    ~7ATt8T  
    /SPAJHh  
    总结-元件 \[IdR^<YM  
    7uv/@(J"$  
    <PfPh~  
    nIT^'  
    l|ZzG4]+l  
    XD+cs.{5  
    结果:系统中的光线 e&H<lT  
    PFDWC3<  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: XY+aunLf  
    DX%8. @  
    Ghq'k:K,  
    a_pCjG89  
    所有在光导内传播的光线: !7ZfT?&  
    Ltic_cjYd?  
    t5jhpPVf  
    ~kj(s>xP  
    FOV:0°×0° %8} ksl07  
    LG&Q>pt.  
    d'AviW>  
    r;%zG Fp  
    FOV:−20°×0° !(ux.T0  
    2;?wN`}5g=  
    vU$O{|J  
    q| =q:4_L  
    FOV:20°×0° !{]v='   
    vn%U;}  
    bZOy~F|  
    F&L?J_=  
    VirtualLab Fusion技术 7]. IT(  
    y8~)/)l&  
     
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