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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 HC ?XNR&  
    rYr.mX  
    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。 HLM"dmI   
    G{oM2`c'#8  
    !GVxQll[f  
    <i1P~  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 MT@Uu  
    YcBAW4B`  
    r.zJ/Tk  
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    任务描述 mdHC{sp  
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    KHXnB  
    \(ZOt.3!J  
    光导元件 u8@>ThPD  
    zL3'',Ha  
    ^zaN?0%S33  
    bDPT1A`F  
    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。 _26F[R1><~  
    U z6XQskX  
    E^. =^bR  
    GQ9g$&T  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 7gQ~"Q  
    YEqWTB|w  
    ~UJ_Rr54  
    wA}+E)x/C  
    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。 /=qn1  
    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。 `_v|O{DC{  
    BK]q^.7+:  
    /P|jHK|{  
    #VEHyz6P  
    出瞳扩展器(EPE)区域 1cdM^k  
    <kmn3w,vi  
    SSF4P&  
    Oj0/[(D-  
    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: ToVm]zPOUt  
    _\LAWQ|M4[  
    Kq';[Yc  
    b=+'i  
    设计&分析工具 Sc*O_c3D  
    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。 ?79ABm a  
    - 光导布局设计工具: |ldRs'c{  
    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(HP PM\  
    - k域布局工具。 U{o0Posg  
    分析你的设计的耦合条件。 r#pC0Yj!3  
    - 尺寸和光栅分析工具。 5A6d]  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 OPwj*b:-m  
    5 !G}*u.  
    Y75,{1\l0  
    S0Y$$r  
    总结-元件 / %U+kW  
    ~V"D|U;i +  
    ``}EbOMG  
    amIG9:-1'  
    ]|[oL6"  
    fgP_NYfOj  
    结果:系统中的光线 ALiXT8q  
    T)]5k3{  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ><[($Gq`g  
    }cG!93  
    aQaO.K2  
    iFW)}_.  
    所有在光导内传播的光线: M:qeqn+  
    =x~HcsJ8!R  
    (&FSoe/!['  
    y!Q&;xO+!  
    FOV:0°×0° ,\f!e#d  
    n8[ sl]L  
    Sf)VQ5U!Y  
    W@1Nit-R  
    FOV:−20°×0° wEo/H  
    /4]M*ls  
    hof:+aW  
    'tp1|n/1  
    FOV:20°×0° ]w(i,iJ  
    2hl'mRW  
    ZUb6d*B  
    >9(lFh0P  
    VirtualLab Fusion技术 V7!x-E/  
    &<-Sxjj  
     
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