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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 NP#w +Qw  
    YTpSHpf@  
    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。 o\<ULW*  
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    e *(!^Q1  
    M~#gRAUJ  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 gJXq^~-hd  
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    !/*\}\'4  
    E7 Ul;d  
    任务描述 gQelD6c  
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    光导元件 Y3cMC)  
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    %2/EaaR  
    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。  E`0?  
    p* (JjH  
    2K6qY)/_  
    /?'FE 7Y  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 Mj?`j_X  
    B6As,)RjD:  
    |`,2ri*5A  
    kT66;Y[  
    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。 m6K}|j  
    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。 VT`^W Hu  
    D~fl JR  
    (sTpmQx,b  
    UiP"Ixg6  
    出瞳扩展器(EPE)区域 Apag{Z]^B  
    m@F`!qY~Y\  
    EHIF>@TZ  
    Y%aCMP9j~9  
    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: =sU<S,a*  
     #ut  
    7~% ?#  
    8oseYH  
    设计&分析工具 rjAn@!|:+  
    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。 9C9oUtS  
    - 光导布局设计工具: {n.PF8A5X  
    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。 k[YS8g-Q  
    - k域布局工具。 "1*:JVG  
    分析你的设计的耦合条件。 r~8 $1"  
    - 尺寸和光栅分析工具。 ?V.cOR`6  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ^4hO  
    -%CP@dAk  
    uc\Kg1{  
    KYhwOGN  
    总结-元件 {.|CdqwY  
    ~.nmI&3  
    aEWWP]  
    @4#c&h 3  
    RFcv^Xf  
    (Q!}9K3  
    结果:系统中的光线 W:nef<WH  
    v^NIx q}U  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ~?Pw& K2  
     RVmh6m  
    /NFj(+&g+  
    , WYPU  
    所有在光导内传播的光线: LEf^cM=>  
    u@M,qo`  
    e}7lBLK]*  
    <w9JRpFY  
    FOV:0°×0° xn(kKB.  
    @ioJ] $o7  
    S Lj!v&'  
    $6 9&O  
    FOV:−20°×0° y9GoPC`z  
    hEH?[>9  
    c_pr  
    5m 4P\y^a  
    FOV:20°×0° 5 PJhEB  
    pa3{8x{9m  
    i)#dWFDTv  
    n'LrQU  
    VirtualLab Fusion技术 q:0N<$63  
    KYI/  
     
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