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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: 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。 bL+_j}{:N  
    %G/ hD  
    e L^ |v  
    FQ7T'G![  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 t?-n*9,#S  
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    aFb==73aLw  
    ~"&|W'he[  
    任务描述 2Aazy'/  
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    光导元件 ~hnQUS`A  
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    DJXmGt]  
    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。 G%AbC"  
    Yz/md1T$  
    RXpw!  
    Pg0x/X{t  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 9N%We|L,c  
    D9 CaFu  
    &0OG*}gi  
    hOu3 bA  
    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。 .9on@S  
    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。 q77;ZPfs8  
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    8>2.UrC  
    出瞳扩展器(EPE)区域 |+FubYf?$  
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    7a =gH2]&  
    VgG0VM  
    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: G~^r)fm_  
    < Mn ;  
    \ =?a/  
    cz#rb*b  
    设计&分析工具 '8RsN-w  
    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。 dUeN*Nq&(,  
    - 光导布局设计工具: E"\<s3  
    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。 dh`K`b4I  
    - k域布局工具。 q1$N>;&  
    分析你的设计的耦合条件。 ]_mb7X>  
    - 尺寸和光栅分析工具。  N_kMK  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 UN;H+gNnN  
    -[4T  
    jiV<+T?  
    ~drS} V  
    总结-元件 n71r_S*  
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    ?mwt~_s9  
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    ~9a<0Mc?  
    v}}F,c(f  
    结果:系统中的光线 Uu10)/.LC  
    \+oQd=K@  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上:  acajHs  
    Ex Y]Sdx  
    GfxZ'VIn  
    9|^2",V  
    所有在光导内传播的光线: <.x{|p  
    fy>{QC\  
    ^b4 9  
    :)-Sk$  
    FOV:0°×0° .KB^3pOpx  
    /kZebNf6H  
    YFLZ%(  
    1![!+X:w  
    FOV:−20°×0° .9/ hHCp  
    rT=rrvV3g  
    #5Qpu  
    WrnrFz  
    FOV:20°×0° !P2ro~0/  
    -P(efYk  
    SXSgld2uS  
    G)AqbY  
    VirtualLab Fusion技术 =m]v8`g  
    }kw#7m54  
     
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