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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 正序阅读 楼主  发表于: 01-22
    摘要 ss'#sPX  
    mxsmW  
    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。 e`ti*1]q  
    r=6-kC!T9  
    &3l g\&"  
    "1>I/CM  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 =!m5'$Uz>  
    9X&Xc  
    xWlj.Tjt}  
    /n;-f%dL  
    任务描述 tr0P ;}=  
    BYuF$[3ya&  
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    W|J8QNL?jm  
    光导元件 |f1 S&b.  
    )$K )`uqb  
    ?.E6Ube  
    @~% R%Vu  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 aOHf#!/"sb  
    ]TQ2PVN2  
    ]b!o(5m  
    -L@4da[]i  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 %Cbqi.iuQ  
    wJM})O%SQ  
    3wK{?  
    <6g{vNA  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 _4F(WCco  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 c}GmS@  
    jY'svD~  
    f*KNt_|:  
    {]1o($.u  
    出瞳扩展器(EPE)区域 _<pSCR0  
    Qa@b-v'by  
     (c;F%m|  
    (UWWULV  
    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: %PozxF:  
    umZy=KHj  
    DXu915  
    QcJ?1GwA"  
    设计&分析工具 %suSZw`  
    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。 Oz(0$c  
    - 光导布局设计工具:  SyFw  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。  734)s  
    - k域布局工具。 -t~l!! N(  
    分析你的设计的耦合条件。 !$N^Ak5#  
    - 尺寸和光栅分析工具。 g bDre~|  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ]OIB;h;3  
    uFQ;}k;}  
    C3q}Dh+]  
    tY~gn|M  
    总结-元件 e;L++D  
    ^R- -&{I  
    5(RFk Zn4[  
    |#9Nu9ak  
    kt?G\H!}  
    {a aI<u  
    结果:系统中的光线 Vb^P{F  
    eV:I :::  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: &?N1-?BjM  
    R-8>,  
    pu#h:nb>88  
    "(bnr0  
    所有在光导内传播的光线: pQv`fr=  
    {Q9?Q?  
    ZL/iX~}a'  
    @@~OA>^  
    FOV:0°×0° q"){P RTm/  
    >g7}JI&  
    ILi{5L  
    >h:rYEsh8V  
    FOV:−20°×0° @qj4rt"  
    '}#=I 9=ss  
    yOR]r+8  
    f_A'.oq+  
    FOV:20°×0° x\( @ v  
    7A:k  
    wEd+Ds]$  
    %siBCjvo=  
    VirtualLab Fusion技术 |v,%!p s  
    Ff6l"A5  
    }!_x\eq^  
     
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