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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
    ?U7) XvQ  
    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。 ` rm?a0  
    :|1.seLQ  
    7P7b8 ]  
    [ REf>_R  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ; "3+YTtp  
    *xR 2)u  
    8Q)@  
    },[;O^Do^{  
    任务描述 yGp z,X4x  
    [4J6 iF  
    bY~@}gC**@  
    ,DnYtIERo  
    光导元件 4@;-%H&7  
    P;]F=m+ *V  
    Wn|&cG9  
    +1 eCvt:,  
    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。 OJb*VtZz5R  
    +{53a_q  
    #2xSyOrmf  
    VzlDHpG  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 -p-0;Hy  
    fYrGpW( `  
    insY(.N  
    |vFj*XU  
    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。 /b,TpuM^  
        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。 tK%c@gGU9  
    D';eTy Y  
    N6Z{BLZ  
    s4T}Bs r  
    出瞳扩展器(EPE)区域 _U)%kY8  
    'b"TH^\  
    %"A_!<n@*`  
    l+y-Fo@  
    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: H' J|U|  
    o'%e I  
    7k=fZ$+O  
    Z$KV&.=+  
    设计&分析工具 s* j fMY  
    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。 ;Pb8YvG1$  
    - 光导布局设计工具: F#+.>!  
        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。 ,R wfp=*E  
    - k域布局工具。 w>~M}Ahj  
        分析你的设计的耦合条件。 Wf>^bFb"$  
    - 尺寸和光栅分析工具。 W$?e<@  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 #^mqQRpgq  
    R21~Q:b !  
    kB\kpW  
    eK`PxoTI-I  
    总结-元件 O%1/ r*  
    +3^NaY`Y  
    Q1tpCT  
    %c6E-4b  
    h ; kfh.  
         </E>tMW  
    结果:系统中的光线 fUcLfnr  
    =K$,E4*  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: E,*&BDW  
    =ak7ld A=2  
    N?23 m`3  
    7!2 HNg  
    所有在光导内传播的光线: MC=G"m:_  
    [N|xzMe  
    QD<eQsvV  
    {K7YTLWY  
    FOV:0°×0° 6f] rQ9  
         y @apJ;_R-  
    [!?wyv3  
         v$$]Gv(  
        FOV:−20°×0°  H+cNX\,  
    q a!RH]B3  
    A 0#Y, 1  
         MD'>jO;n  
        FOV:20°×0° 6[==BbZ  
    9 qH[o?]  
    FDLd&4Ex  
         Y%IJ8P^Y  
    VirtualLab Fusion技术 #/WAzYt{  
    (K!4Kp^m  
     
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