| 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 0h@%q; g
zloa U
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。 > ^v8N
0rm;)[SjF
[attachment=125424] 6 p n@`UK
#c)Ou!Ldb
建模任务：基于专利US9791703B1的方法 /6+%(f}7l
V\M!]Nnxr
[attachment=125425] nog\,NT
[attachment=125426] )p^jsv.
任务描述 CU>K
Ae_ E;[mj
[attachment=125427] NX ""?"q
>3
.ep},
光导元件 +81+ 4{*
s BXk$
[attachment=125428] 8rG&CxI
rDx],O _
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。 o&F.mYnqX
o27`g\gDR,
[attachment=125429] e "adkV
qp_ `Fj:
输入耦合和输出耦合的光栅区域 CG>2 ,pP,
'lRHdD}s
[attachment=125430] pnA]@F W
+e]b,9.sR
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。 :*G gz|
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。 x5 ~E'~_
MJ"Mn^:/
[attachment=125431] }NBJ T4R
W>| b98NPu
出瞳扩展器（EPE）区域 iM/0Yp-v'>
@"0N @gU
[attachment=125432] x[>_I1TJ
8(f0|@x^
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： ` dUiz5o'
~m |?! ]n
[attachment=125433] G~tOCp="p
[<fLPa
设计&分析工具 lg
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。 {uM{5GSL
- 光导布局设计工具： ft qW3VW
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。 U1|4vd9
- k域布局工具。 _]ttKT(
分析你的设计的耦合条件。 q4k o}jn
- 尺寸和光栅分析工具。 'C>S yU
检测您的系统中的足迹，以确定 你的区域的大小和形状。 RH4n0 =2
E0Y/N?
[attachment=125434] h16Nr x
coVT+we
总结-元件 t RyGxqiG
p33GKg0i+(
[attachment=125435] 5a_! &
@Be: +01z
[attachment=125436] > ,Bu^] C
KJC9^BAr
结果：系统中的光线 K cdd=2 [T
d1La7|43u
只有光线照射到 "眼盒"（摄像机探测器）上： y8S6ZtA}2
wEc5{ b5M
[attachment=125437] vEp8Hc
GWZXRUc
所有在光导内传播的光线： ']Xx#U N
MNmQ%R4jRN
[attachment=125438] K y 2xWd8
OjEA;;qq
FOV：0°×0° t -(7Q8(
W}_}<rlF
[attachment=125439] K$GXXE`
wSyu^K Dz
FOV：−20°×0° 0i `Zy!
ZxPAu% Y
[attachment=125440] Qu\l$/
j77}{5@p
FOV：20°×0° (3r,PS@Qq@
7Ej#7\TB]
[attachment=125441] F X2`p_
3'e 4{
VirtualLab Fusion技术 =xet+;~ji
&Q+V I/p
[attachment=125442]
|
|