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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: 2022-04-15
    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。 3e;ux6  
    q:,ck@-4  
    &:=[\Ws R  
    TI^X gl~  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 X/S%0AwZ  
    x{ VUl  
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    Q3LScpp  
    任务描述  pm*i!3g'  
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    ].N%A07  
    光导元件 zj;Ktgc E  
    W=!D[G R  
    <d3 a  
    arn7<w0  
    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。 %wmbFj}  
    \r\wqz7  
    8ao>]5Rs3  
    n!?u/[@  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 CN#2-[T  
    %T~LK=m  
    $&0\BvS  
    1lHBg  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 ia%U;M  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 l]geQl:7`r  
    e:iqv?2t  
    lT F#efcW  
    24d{ol)  
    出瞳扩展器(EPE)区域 (!diPwcv  
    22v= A6 =  
    !MD uj  
    P<R'S  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: E"t79dD  
    S>EO6z#   
    /cZ-+cu  
    M{`uI8vD  
    设计&分析工具 '<hg c  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 ne'Y{n(8%  
    - 光导布局设计工具: ^$J.l+<hy  
    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。 \yA*)X+  
    - k域布局工具。 JO|xX<#:  
    分析你的设计的耦合条件。 T2MXwd&l  
    - 尺寸和光栅分析工具。 r[kmgPld  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 aumM\rY  
    1H7 bPl|  
    P&9&/0r=_  
    Gq;!g(  
    总结-元件 |F52)<\  
    Q`(h  
    Gbc2\A\  
    "P8cgj C  
    q `^5<  
    FKkL%:?  
    结果:系统中的光线 Q`(.Blgm;  
    P#ot$@1v  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: U:O&FE  
    ]MV=@T^8#  
    >`Zw0S  
    fk?(mxx"  
    所有在光导内传播的光线: OmC F8:\/  
    )W$@phY(I  
    |j~{gfpSE  
    gjex;h  
    FOV:0°×0° g.eMGwonTJ  
    ]sV) '-  
    3`DwKv `+  
    z)]Br1  
    FOV:−20°×0° Tq!.M1{&  
    dpI! {'"M  
    ,L9ioYbp  
    jij-pDQnv  
    FOV:20°×0° RI-)Qx&!f  
    Tn(c%ytN  
    f|-%.,  
    \TTt!"aK  
    VirtualLab Fusion技术 p+O,C{^f  
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