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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 QA5QweL hvDNz"ec{ 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。 5[*
qi?w= ]dI2y=[!C [attachment=125424] M;p
em< gG-BVl"59 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 iVy7elT;R YN!>} [attachment=125425] -Xxqm%([71 [attachment=125426] `"&da#N] 任务描述 rzh#CnL3 Db;G@#x [attachment=125427] |aT| l^2R@ v(EEG/~ 光导元件 +(C6#R<LI ~:3QBMk:: [attachment=125428] 4*e0 hWp {a4z2"\A 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。 ,0hA'cp +;#Y]xy: [attachment=125429] DR c)iE>@ AO=h
23ZI 输入耦合和输出耦合的光栅区域 BI $ TW[_Ko86 [attachment=125430] $ep.-I> /)4I|"}R0I 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 c2e
tc8 为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 ad:&$ OU/MiyP2 [attachment=125431] qeL5D* 1. rj' 出瞳扩展器(EPE)区域 m"o ;L3 Qt/8r*Oe [attachment=125432] }w1~K'ck}> sK7+Q 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: gMaN)ESqd4 p\JfFfC [attachment=125433] IaT$6\> 4Rvf 设计&分析工具 C@bm VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 T`Mf]s)* - 光导布局设计工具: k&.Jk
B" 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 ^9ePfF)5 - k域布局工具。 &&VqD
w 分析你的设计的耦合条件。 #_(jS+lP?k - 尺寸和光栅分析工具。 ^",ACWF4Sk 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 Ygl%eP%Z L30$%G| [attachment=125434] ~Q>_uw}g# !X<~-G2)l 总结-元件 |'{zri|A" |"9 #bU [attachment=125435] $.GOZqMs ;\\@q"n%< [attachment=125436] 4y5UkU9| yZ7,QsEsN 结果:系统中的光线 Ns[ym>x#2 [fKUyIY_ 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: !Z5[QNVaV ~I799Xi [attachment=125437] hDp6YV,q Xixqxm*8 所有在光导内传播的光线: HH@qz2 w r?*NhLG; [attachment=125438] i7utKj*57 NbGV1q'] FOV:0°×0° 3Bx:Ntx< C,pJ`:P [attachment=125439] 0#YX=vjX7 OLvcivf FOV:−20°×0° @;H,gEH^ ]/B$br'O{? [attachment=125440] !k/Pv\j/R sPb=82~z FOV:20°×0° =pk)3<GwF %bD}m! [attachment=125441] @bnG:np ~2zMkVH VirtualLab Fusion技术 ,+
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