| 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 @ H$Sv
\. a 7F4h
在为增强和混合现实（AR&MR）应用设计光波导设备的过程中，所提供的视场（FOV）等参数是主要的兴趣所在。为了突破可实现的最大视场的极限，人们研究了各种方法，例如在从入射耦合到出射耦合的传播过程中分割视场的系统。一个非常流行的方法是所谓的 "蝴蝶出瞳扩展"，即在FOV的正负部分使用两个独立的EPE光栅区域，这也被应用于微软的Hololens2。在这份文件中，我们展示了在VirtualLab Fusion中实现这样一个EPE概念，它基于微软的US9791703B1专利。 }$b!/<7FD
5 zz">-Q !
[attachment=125424] F+! 9T
iKu4s
建模任务：基于专利US9791703B1的方法 Aw&0R" {
FuC \qF
[attachment=125425] 7^<6| >j4
[attachment=125426] u.Tknw-X
任务描述 Q na*K7kv
EiVV Vmm!
[attachment=125427] { E0\mZ2
Y
h53Z"a
光导元件 n`V? n
K>TEt5
[attachment=125428] f)mOeD*u|
=1y~Qlu
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。 qWJHb Dd
/=g/{&3[a>
[attachment=125429] nl~ Z,Y$
R_b4S%jhx
输入耦合和输出耦合的光栅区域 <[K3Prf C
Bru] ;%Qg%
[attachment=125430] `g <0FQA
\BX9Wn*)a
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。 m\70&%v
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。 +Vi L"
Bo\~PV[
[attachment=125431] *5{1.7
Cbp z Yv32
出瞳扩展器（EPE）区域 7$x%A&]
_-rC]iQJ55
[attachment=125432] tu( ^D23
*qu5o5Q
每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中，两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的，以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的，旋转角度为±35°（分别为左侧和右侧）。更多关于区域定义的信息在下面： &xZ SM,
P-<1vfThH
[attachment=125433] U8-OQ:2.
aKE`nA0\B
设计&分析工具 C_JO:$\rE
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。 xGFbh4H=8p
- 光导布局设计工具： \XwC |[%P
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。 zszmG^W{
- k域布局工具。 jGT| Xo>t
分析你的设计的耦合条件。 Gpi_p
- 尺寸和光栅分析工具。 w=3
j'y{f
检测您的系统中的足迹，以确定 你的区域的大小和形状。 sPVE_n
\hn$-'=4
[attachment=125434] 1;'-$K`}
XE&h&v=>
总结-元件 1z0|uc
/ DP0K
@%
[attachment=125435] g* `xEb= '
5W$Jxuy qj
[attachment=125436] c&,q`_t
R$66F>Jz^
结果：系统中的光线 wX_~H*m?
"R=~-, ~
只有光线照射到 "眼盒"（摄像机探测器）上： ,LP^v'[V7
_!!Fg%a5"R
[attachment=125437] ?#fm-5WIi
k2tSg JW
所有在光导内传播的光线： W-gu*iZ6&
*A4eYHn@
[attachment=125438] X;2LK!x;y
/h{Rf,H
FOV：0°×0° T\(k= 0R M
e /1x/v'
[attachment=125439] #t i%hm
k{=d V
FOV：−20°×0° t`{T:Tjc
7S^G]g!x
[attachment=125440] $d !Vx m
Ok|Dh;1_
FOV：20°×0° W amOg 0
FvG?%IFM
[attachment=125441] hvQXYo>TZx
V"'PA-z3
VirtualLab Fusion技术 ,hT.Ok={36
uv<_.Jq]
[attachment=125442]
|
|