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    [技术]基于微软专利的带蝴蝶出瞳扩展的光波导结构 [复制链接]

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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2024-06-12
    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。 PmT,*C`/X  
    \~`qE<Q/  
    @dp1bkU  
    um$K^  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 +i.b&PF'H  
    A1nEp0%Y  
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    {ei,>5K  
    任务描述 #3o]Qo[Sc  
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    光导元件  %Jc>joU  
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    IRW%*W#  
    M`kR2NCi  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 niIjatT  
    B[rxV  
    4$<-3IP,  
    CF k^(V"  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 wc5OK0|  
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    !.ot&EbE  
    %7oB[2  
    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。 2o5v{W  
    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。 X@ Gm:6  
    Ghgo"-,#  
    %wp#vO-$  
    jW-j+ WGSM  
    出瞳扩展器(EPE)区域 &i~AXNw  
     *R6n+d  
    boR&'yX  
    ZP& "[_  
    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: cn4C K. ?  
    OgTE^W@  
    vZns,K#4H\  
    F" -w  
    设计&分析工具 -\`n{$OR  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 3=r8kh7,  
    - 光导布局设计工具: sgn,]3AUq  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 0Up@+R2  
    - k域布局工具。 +{j? +4(B  
    分析你的设计的耦合条件。 t;@VsQ8  
    - 尺寸和光栅分析工具。 i7[CqObzc  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 3 9Ql|l$  
    Gd~Xvw,u  
    [z:bnS~yiD  
    2dr[0tE  
    总结-元件 .wD>0Ig  
    F%Lniv/N  
    d/GP.d  
    e_wz8]K)n  
    gq6C6   
    C'hI{4@P  
    结果:系统中的光线 pX]*&[X?  
    jG0{>P#+  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: nzTzc5 w  
    OjCT*qyU<  
    [ed%"f  
    -P5VE0  
    所有在光导内传播的光线: ^ZFbp@#U  
    z+1#p.F$@  
    x,js}Mlw  
    1WPDMLuN  
    FOV:0°×0° ?r QMOJR  
    +0=u]  
    p1HU2APFP  
    ? kew[oZ  
    FOV:−20°×0° }}?L'Vby  
    -uiZp !  
    aI|<t^X  
    }(-R`.e;  
    FOV:20°×0° SMQuJ_  
    MjG=6.J|`  
    J[ UL f7:  
    ,{7wvXP  
    VirtualLab Fusion技术 Um\Nd#=:  
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