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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: 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。 2Tppcj v  
    \fe]c :  
    a8Wwq?@  
    _o~ nr]zx  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Dvln/SBk  
    &)<)^.@3G^  
    <#HYqR',  
    =2x^nW  
    任务描述 oP.7/*p  
    1h5 Akq  
    i@J ;G`  
    u]@['7  
    光导元件 &cTU sK  
    kG*~ |ma  
    A+{VGP^  
    2J;g{95z  
    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。 v &+R^iLE  
    bZV/l4TU  
    !|>"o7  
    >LuYHr  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 Tm?#M&'  
    TS5Q1+hWHV  
    u#SWj,X  
    T[A 69O]v  
    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。 Rlirs-WQ  
    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。 rVsJ`+L  
    ig &Y  
    GPkpXVm  
    p()xz  
    出瞳扩展器(EPE)区域 @=kSo -SX  
    )dSi/  
    H>@+om  
    |^H5^k "Bv  
    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: uW3!Yg@  
    ,7b[!#?8  
    >F&47Yn  
    7VI*N)OZ8  
    设计&分析工具 S21,VpW\  
    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。 m j@13$=  
    - 光导布局设计工具: N}YkMJy  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 e?f IXk~b  
    - k域布局工具。 0qT%!ku&  
    分析你的设计的耦合条件。 Ti&z1_u  
    - 尺寸和光栅分析工具。 lb1Xsgm{  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 N,U8YO  
    C"enpc_C/  
    }:#P)8/v>%  
    >-{Hyx  
    总结-元件 >@AB<$ A  
    B?o7e<l[  
    61 ~upQaR  
    OK g qT!  
    [PKR2UEe]  
    1@=po)Hnp  
    结果:系统中的光线 4nz35BLr  
    uSBa DYg  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: &G$Ucc `  
    ;ovP$ vl>  
    /5AJ.r  
    R_xRp&5  
    所有在光导内传播的光线: ^y4Z+Gu[  
    S#[j )U-  
    5nVt[Puw  
    /JU.?M35  
    FOV:0°×0° r/*D:x|yN  
    pFz`}?c0  
    BDZ?Ez \Sg  
    9 JK Ew  
    FOV:−20°×0° q6X1P" %.  
    F1Bq$*'N$w  
    VgS_s k  
    5QO9Q]I#_\  
    FOV:20°×0° xA[mm  
    ;P&OX5~V  
    Y:)e(c"A  
    *G 9V'9  
    VirtualLab Fusion技术 FN) $0  
    U|j`e5)  
     
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