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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。 \iMyo  
    F(CRq`  
    kqB\xlS7k  
    7;HUE!5,^l  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 w)S;J,Hv  
    wL<j:>Ke[3  
    R'EW7}&  
    |}qjqtZ  
    任务描述 =|y|P80w  
    o_ yRn16  
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    R}J-nJlb  
    光导元件 @;9()ad  
    "d?f:x3v^  
    !C7<sZ`C  
    ^`&HWp  
    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。 PN\V[#nS  
    \ j]~>9  
    ||a`fH  
    3%NE/lw1  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 onzA7Gre  
    ?1m ,SK  
    \r]('x3S  
    q<}PM  
    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。 TczXHT}G  
    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。 Ck(.N  
    # J.u  
    #D:RhqjK  
    K%<GU1]-]  
    出瞳扩展器(EPE)区域  3Vu8F"  
    9}whWh  
    zZYHc?Z  
    P7 8uq  
    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: &9h  
    Ao!=um5D J  
    )tPl<lb  
    Fhi5LhWe+.  
    设计&分析工具 aa=b<Cd  
    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。 <W|1<=z(  
    - 光导布局设计工具: [Ye5Y?  
    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。 ~mcZUiP9  
    - k域布局工具。 ]1Qi=2'  
    分析你的设计的耦合条件。 sVD([`Nmc  
    - 尺寸和光栅分析工具。 q+J0}y{#8)  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 'WnpwY  
    *C/KM;&  
     f }-v  
    tAt;bYjb\  
    总结-元件 %f#\i#G<k  
    7`+UB>8  
    .ftUhg  
    /^ QFqM;  
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    cB36p&%  
    结果:系统中的光线 '7=<#Blc  
    ?7 X3 P  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ]Qy,#p'~&H  
    "D!Dr1  
    ,"C&v~  
    7\ZL  
    所有在光导内传播的光线: tpz=} q  
    ~:s!].H  
    " #J}A0  
    gTyW#verh$  
    FOV:0°×0° }(rzH}X@  
    h?3f5G*&H  
    ]N_140N~  
    95% :AQLV  
    FOV:−20°×0° ILIRI[7 (  
    2PI #ie4  
    \ /sF:~=  
    /^8t'Jjd,  
    FOV:20°×0° cxk=| ?l  
     1dXh\r_n  
    p\)h",RkA  
    i|[S5QXCh  
    VirtualLab Fusion技术 f 3\w99\o  
    g;ct!f=U  
     
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