| infotek |
2024-01-23 08:02 |
基于微软专利的带蝴蝶出瞳扩展的光波导结构
摘要 $@_<$ t
9b" 9m *gC
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。 0E?s > -b
sw41w j
[attachment=125424] TDAW I_83-
P>{US1t
建模任务：基于专利US9791703B1的方法 dq
YDz
3qAwBVWa
[attachment=125425] u( 1J=h
[attachment=125426] A[^qq U L'
任务描述 FpdDIa
q:Y6fbt<7
[attachment=125427] I #M%%5e
$N}/1R^?r
光导元件 gf68iR.Gs
$5TepH0D
[attachment=125428] )YzH k ;(
p~Hvl3SxR
有了光导组件，可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外，这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构，作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 kgbobolA
Lh8bQH
[attachment=125429] -, ~;q Ss
f {y]
输入耦合和输出耦合的光栅区域 2E`~ qn
2PVx++*]C
[attachment=125430] x],8yR)R
]Q6+e(:~ZH
为了简单起见，我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅（一个在第一表面，一个在第二表面）。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称，但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构（位于第一或第二表面）来克服这个问题。 !;o\5x<'$O
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。 May&@x/oMS
K<@[_W+
[attachment=125431] `y\* m]:
tmO;:n <N
出瞳扩展器（EPE）区域 kAZC"qM%i
{fog<1c
[attachment=125432] .UM<a
Ik
Q~fwWp-J
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： u.Mqj"o\
, M\j%3
[attachment=125433] T)WZ_bR
S5i+vUI8C
设计&分析工具 h [nH<m
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。 r1i$D
- 光导布局设计工具： ![^EsgEB*
设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 <Ctyht0c.
- k域布局工具。 %m Y|
分析你的设计的耦合条件。 [RAj3Fr0
- 尺寸和光栅分析工具。 %x&F4U
检测您的系统中的足迹，以确定 你的区域的大小和形状。 <=q*N;=T,
cy W;,uT)D
[attachment=125434] M'yO+bu
1#grB(p?
总结-元件 wA?@v|,dZ
{mNdL J
[attachment=125435] o_iEkn
f#@S*^%V$
[attachment=125436] !G7h9CF|{
:/+>e
IE
结果：系统中的光线 }l~]b 3@qu
"Dyym<J
只有光线照射到 "眼盒"（摄像机探测器）上： S8\+XJ
|<sf:#YzY&
[attachment=125437] m"n.Dz/S
(nGkZ}p
所有在光导内传播的光线： egfi;8]E
E] NY
(1
[attachment=125438] #C4|@7w%
p~h4\ .*`
FOV：0°×0° IWQ&6SDW$z
DlDB=N0@S
[attachment=125439] My. dD' C
L#n}e7Y9
FOV：−20°×0° \I;cZ>{u"}
lqF>=15
[attachment=125440] 8$ic~eJ
[6H}/_n D
FOV：20°×0° s3seK6x'
d>&\V)E
[attachment=125441] ) ]73S@P(=
=nzFd-P
VirtualLab Fusion技术 [ a@ B
=E
B~?c3:6
[attachment=125442]
|
|