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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: 2024-12-12
    摘要 )Fh5*UC  
    6'1m3<G_  
    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。 %w3"B,k'9D  
    O4fl$egQU  
    * k ^?L  
    ?mJ&zf|B8  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 I9;,qd%<T  
    u~q6?*5  
    lr_c  
    80;^]l   
    任务描述 H|*Ual  
    @fG 'X  
    (S1Co&SX  
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    光导元件 s+OXT4>+  
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    Doc_rQYku  
    Tg ~SGAc  
    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。 tDIQ=  
    TdWatvY5p  
    D>efr8Qd@  
    X(*MHBd  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 6#DDMP8;I  
    0JM`*f%n  
    ;_Z[' %  
    $|%BaEyk  
    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。 #cy;((zuB  
    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。 5isqBu  
    T.?}iz=ZEq  
    Ty;P`Uv]r  
    q aZQ1<e  
    出瞳扩展器(EPE)区域 YecV+ K'p:  
    A{Dy3tm=  
    Ny2. C?2  
    @m+2e C77  
    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: @[. 0,  
    J_rb3  
    |Pj]sh[^Y  
    s2*~n_B  
    设计&分析工具 GZWU=TC2{2  
    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。 Cu&y',ee~  
    - 光导布局设计工具: ur K~]68  
    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。 ?3=y]Vb+  
    - k域布局工具。 N83c+vs%c  
    分析你的设计的耦合条件。 f'?FYBL  
    - 尺寸和光栅分析工具。 %v)O!HC}  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 xka&,`z  
    BOdd~f%&tn  
    Z b}U 4  
    VtnVl`/]  
    总结-元件 RBOg;EJ  
    ^bG91"0A  
    $@^*lUw  
    g?E8zf `  
    2D)B%nM[  
    @P @{%I  
    结果:系统中的光线 <@H`5[R  
    z,xGjS P  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: :` >bh  
    @<`P-+m  
    +*L<"@  
    Gw-y6e'|Y  
    所有在光导内传播的光线: c$^~7.~{Qy  
    y/>IF|aX  
    xVN(It7g  
    A"i $.dR{  
    FOV:0°×0° _|VF^\i  
    %Hu?syo  
    z07Xj%zX9  
    u5N&Wn{  
    FOV:−20°×0° #Oi{7~  
    vR4omB{  
     OEnCN  
    wQX18aF/#d  
    FOV:20°×0° `G:I|=#w  
    o@sL/5,  
    (tvfF0~  
    $O_{cSKg7  
    VirtualLab Fusion技术 2@,rIve  
    g&I|@$\  
     
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