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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: 2024-06-12
    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。 ;E##bdSCA  
    wV U(Du  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 D./e|i?  
    FUHa"$Bg  
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    iVmf/N@A|  
    任务描述 hbN*_[  
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    光导元件 TmO\!`  
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    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 8zZR %fZ  
    Hm4lR{A  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 3+!N[6Od9  
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    ( 6r9y3'  
    />+JK5  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 Z., Pl  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 M0_K%Z(zaR  
    Y B)1dzU  
    I ][8[UZ  
    nA+[[(6  
    出瞳扩展器(EPE)区域 f~"3#MaV  
    A$|> Jt  
    `[Lap=.' .  
     rro,AS}  
    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: s31^9a  
    qf7.Sh  
    e2Xx7*vS  
    ]=h Ts%]w  
    设计&分析工具 ir/2/ E  
    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。 KF7f<  
    - 光导布局设计工具: <pi q?:ac  
    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。 -?@ $`{-K  
    - k域布局工具。 > %d]"]  
    分析你的设计的耦合条件。 l<v /T  
    - 尺寸和光栅分析工具。 [i&z_e)  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ~ocd4,d=  
    hWDgMmo7  
    Gt-  -7S  
    a9D 5qj  
    总结-元件 1eT|  
    :G}tvFcOAF  
    l:faI&o.@  
    ")Bf^DV  
    b6]M}ixK  
    Up/1c:<J  
    结果:系统中的光线 8N|*n"`}  
    6bqJM#y@  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: q^12Rj;H  
     .# M 5L  
    R]ppA=1*_l  
    RRq*CLj  
    所有在光导内传播的光线: %/U Q0d~b  
    s?_b[B d  
    ~=#jO0dE|  
    ` 6"\.@4  
    FOV:0°×0° +>I4@1qC-|  
    6aK%s{%3s  
    Q/0}AQO  
    TF3Tha]  
    FOV:−20°×0° s]B^Sz=  
    2$3BluK  
    bfa5X<8  
    e HOm^.gd  
    FOV:20°×0° JWxPH5L  
    4.VEE~sH$  
    <[pU rJfTr  
    29Gej Lg |  
    VirtualLab Fusion技术 =z@'vu$Fh  
    Ufo- AeQo  
     
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