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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: 2022-07-14
    8Z FPs/HP  
    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。 i nF&Pv  
    B.0(}@  
    B.Ic8'  
    YNHn# 98\  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 q ( H^H  
    IkL|bV3E0  
    Hc5@ gN  
    &tHT6,Xv(  
    任务描述 ~*THL0]~  
    ) dwPD  
    'hf-)\Ylf  
    YeYFPi#  
    光导元件 lNls8@  
    u+z$+[lm!G  
    iV(B0z  
    !T6oD]x3  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 )?I1*(1{A  
    q8P| ]  
    E3_EXz9 h  
    o24` 5Jdh  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 y3c]zDjV  
    IAhyGD{b  
    #B;`T[  
    =p N?h<dc  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 86vk"  
        为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 qYGnebn@\  
    pj?+cy v~  
    'O \YL(j_e  
    1sGkbfh{t  
    出瞳扩展器(EPE)区域 leg@ia  
    ofj7$se  
    q~_Nv5r%O  
    B`iQN7fd  
    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: >.\G/'\?  
    <!-8g!  
    s|"V$/X(W  
    UN_lK<utF  
    设计&分析工具 D0~WK stl  
    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。 [ C] =p  
    - 光导布局设计工具: m/cbRuPWgP  
        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。 )PB&w%J  
    - k域布局工具。 $6Nm`[V  
        分析你的设计的耦合条件。 `m`jX|`  
    - 尺寸和光栅分析工具。 #W~5M ?+  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 R]m`v: 9  
    3@XCP-`  
    0{gvd"q  
    MS_&;2  
    总结-元件 #HJF==  
    tA3]6SIK@  
    zTAt% w5  
    s~IOc%3  
    QKE$>G  
         <E&1HeP  
    结果:系统中的光线 |.*),t3 (w  
    /-8v]nRB  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 7iLm_#M  
    DSizr4R  
    Zo-E0[9  
    g4oFUyk{  
    所有在光导内传播的光线: gTH1FR8$y  
    i"F'n0*L  
    |pqLwnOu  
     S`U Gk  
    FOV:0°×0° B5  C]4  
         0u'4kF!P!  
    InH R> ,  
         !jU<(eY  
        FOV:−20°×0° Z?ZcQ[eC  
    QKwWX_3%Z]  
    \Y Cj/tG8  
         Q2Yv8q_}Uq  
        FOV:20°×0° ":Kn@S'{(  
    l(v$+  
    i74^J+xk  
         zt[TShD^  
    VirtualLab Fusion技术 rPaD#GA[7  
    mB"zyL-  
     
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