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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: 2024-01-23
    摘要 TB] %?L:  
     6h N~<  
    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。 6Q,-ZM=Z_p  
    ^e$;I8l  
    p\o=fcH%E  
    y D.S"  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 v{ .-x\;  
    09"C&X~  
    pb`F_->uq  
    ~R.8r-kD`  
    任务描述 .~V0>r~my  
    DCb\ =E  
    A~Eu_m  
    @v9 PI/c  
    光导元件 L0SeG:  
    @<--5HbX  
    88}c+V+N!  
    sk!v!^\_r  
    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。 @EzSosmF  
    4NL Tt K  
    BVxg=7%St  
    lIO.LF3  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 $}<+~JpGfP  
    DO(-)i zC  
    22|eiW/a  
    |,bsMJh0  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 ]#N2:ych  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 ^_JD 7-g  
    9|dgmEd  
    q{ov62t`  
    Vb06z3"r  
    出瞳扩展器(EPE)区域 o|8 5<~`  
    CU 2;m\Hc  
    KotJ,s]B  
    m;{_%oQ;  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: Nm%&xm  
    *52*IRH  
    cD^n}'ej  
    >`p`^:  
    设计&分析工具 !o 2" th  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 S =q.Y  
    - 光导布局设计工具: PJN TIa  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 Mw@T!)(  
    - k域布局工具。 9@Yk8  
    分析你的设计的耦合条件。 XJsHy_6  
    - 尺寸和光栅分析工具。 +Y,>ftN  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 !v^D}P 3Y  
    Kxz<f>`b/  
    =?T\zLN=  
     vrdlI^  
    总结-元件 .&.j?kb  
    ?hvPPEJf  
    KDgJ~T  
    r]?ZXe$;  
    #gi0FXL  
    y5iLFR3z  
    结果:系统中的光线 $6h:j#{JE  
    -_.)~ )P  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: Adgh:'h  
    ,Cj1S7GFR  
    XodA(73`i  
    ( =0W[@k  
    所有在光导内传播的光线: R6] /g  
    `h_,I R<  
    mJRvC%  
    =2pGbD;*  
    FOV:0°×0° G>&=rmK"  
    szMh}q"u  
    D4<nS<8  
    64>E|w  
    FOV:−20°×0° ln)_Jf1r  
    s;X"E =  
    FGu:8`c9  
    ej>8$^y  
    FOV:20°×0° CE-ySIa  
    *qYcb} ]  
    Q+)fI  
    6ND,4'6  
    VirtualLab Fusion技术 s/UIo ^m  
    bKj#HHy\I  
     
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