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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-07-14
    v\fzO#vj  
    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。 4|zd84g  
    E=;BI">.  
    6b%`^B\  
    !?BW_vY  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 h^%GE;N  
    *mf}bTiS  
    5>'?:jY  
    ow-+>Y[qZ  
    任务描述 AiY|O S3R  
    qzz[y#q(  
    jZa25Z00  
    "(0oP9lZ  
    光导元件 D35m5+=I  
    z8g=;><  
    hbV E; 9  
    (d54C(")  
    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。 L5R `w&Up  
    K1;z Mh  
    3|q2rA  
    &K06}[J  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 U!x0,sr  
    "=9-i-K9B  
    P\.WXe#j  
    O-i4_YdVt  
    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。 F\;2 i:(  
        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。 U%Dit  
    l<$rqz3D  
    /CIx$G  
    : @s8?eg  
    出瞳扩展器(EPE)区域 )y6QAp  
     NI^{$QMj  
    &8Zeq3~  
    w"q-#,37j  
    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: S<V-ZV&_:U  
    L?C\Q^0"`G  
    OO-_?8I}  
    bi+9R-=&  
    设计&分析工具 P_Z M'[  
    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。 a-fv[oB  
    - 光导布局设计工具: xf'LR[M  
        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。 -48`#"xy  
    - k域布局工具。 ya#RII']  
        分析你的设计的耦合条件。 M/*Bh,M`  
    - 尺寸和光栅分析工具。 J)_>%.  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 Bu&So|@TL  
    3b e6p  
    ?qy*s3 j'M  
    Qr<AV:  
    总结-元件 $Tfm/=e  
    Qy/uB$q{A  
    ]Z=Ij gr$  
    \]t]#D>0  
    ;"D~W#0-v  
         &0s*P G  
    结果:系统中的光线 2H6:np |O  
    C(}^fJ6r  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: N=q#y@L  
    2.ew^D#  
    V- /YNRV  
    DjY8nePyE  
    所有在光导内传播的光线: ,}KwP*:Z  
    pKq]X}[^c  
    <Kg2$lu(_`  
    '(tj[&aL  
    FOV:0°×0° W-1sU g[AN  
         "$r 1$mBi  
    alV dQfu  
         GtC7^ Z&E  
        FOV:−20°×0° "sD1T3!\)Q  
    Y|_O8[  
    o OQ'*7_  
         Q<1L`_.>  
        FOV:20°×0° 76_<xUt{  
    Y KY2Cw  
    *Z >  
         *U_S1>0n  
    VirtualLab Fusion技术 se#@)LtZ  
    f9a$$nb3`  
     
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