infotek |
2024-06-12 07:52 |
基于微软专利的带蝴蝶出瞳扩展的光波导结构
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。 Vx>Q $%
gz ,{
Zkqq< w1VYU> 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 SB .=x KU+\fwYpnk
p0]\QM l1
%f1IV(3Qc 任务描述 DQ[7p( M_2>b:#A*
;fN^MW@&[ {d0-. 光导元件 k%kEW%I yG ]+B.=mO_
E'(nJ k hD)x0'b 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。 _9p79S<+ ^&8hhxCPu|
Q6e7Z-8 vH1,As 输入耦合和输出耦合的光栅区域 <hTHY E= %.l={B,i
v&WK9F\ V`W '] 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。 `YE=B{q 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。 g;nLR<] cs9h\]ZA
kN8B, r)K5<[\r 出瞳扩展器(EPE)区域 t,*1=S5 3]9Rmx
^~7Mv^A mU?~s7 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: 1@h8.ym<" Th*}U&
3(,m(+J[S 8TP~=qU 设计&分析工具 CmBgay 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。 vTK8t:JQ~ - 光导布局设计工具: bGK*1FlH 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。 gTOx|bx - k域布局工具。 A|:+c*7] 分析你的设计的耦合条件。 B7|%N=S%/ - 尺寸和光栅分析工具。 #W3H;'~/5 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ``$$yS~d}; WG,1%=M@
vR2);ywX rwP)TJh" 总结-元件 Qzo -Yw`= c ^.^5@
<g;,or#$ h$6'9rL&i
dg|x(p# ]sL.+.P 结果:系统中的光线 !t"/w6X1I D6&P9e_5 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: b$fmU"%&| L8f+uI
X';qcn_^ ,IqE<i!U 所有在光导内传播的光线: .ve_If-Hg Q<;EQb#
t=@d`s:R2 f'(F'TE FOV:0°×0° %7aJSuQN% h@=@
fa
%N~c9B 7 =}tJ FOV:−20°×0° ]?D$n wzd(=*N
[m
h>N$ Ot`%5<E^ FOV:20°×0° %M'`K XE<5(
Dbj?l;'1 Tc||96%2^ VirtualLab Fusion技术 Ua
6O~,\ Is3Y>oX
|
|