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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。 Z7 E  
    re> rr4@  
    &89 oO@5  
    '\jd#Kn'h  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 l<M'=-Y  
    5dZ|!  
    T#bu V  
    ca+[0w@S  
    任务描述 @)SL_9  
    OyqNLR  
    IIq1\khh  
    Ivb 4P`{  
    光导元件 eb*#'\~'  
    =y=cW1TG  
    z({hiVs  
    J,b&XD@m  
    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。 pmX#E  
    WJ*n29^N^h  
    6~*9;!th  
    *Vho?P6y\Y  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 MxBTX4ES  
    ak:c rrkx  
    TRsE %  
    NH3cq  
    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。 &N3Y|2  
    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。 D-,L&R!`  
    IgC}&  
    cV`E>w=D0  
    6 PxW8pn  
    出瞳扩展器(EPE)区域 j;+?HbL  
    SXt{k<|  
    =|=.>?t6Z0  
    n`4K4y%Dy}  
    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: j) ,,"54*  
    F]9nB3:W  
    Oh4AsOj@  
    $Y 7c  
    设计&分析工具 Y6&wJ<   
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 'g9"Qv?0{`  
    - 光导布局设计工具: S(7ro]U9  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 CpJ0m-7aIH  
    - k域布局工具。 !Kv@\4  
    分析你的设计的耦合条件。 ncx(pp  
    - 尺寸和光栅分析工具。 vVE7fq3  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 pJ ?~fp  
    bMU(?hb  
    _sbp6ZO_  
    /y>>JxAEb  
    总结-元件 Zk[&IBE_  
    wfjnA~1h  
    N:9>dpP}O  
    D$JHs4  
    ZNx$r]4nF  
    w;l<[q?_  
    结果:系统中的光线 C{d7J'Avk  
    ^gFqRbuS  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: $U/YR&vcw  
    z.}[m,oTF  
    n6k9~"?  
    r 6Q Q  
    所有在光导内传播的光线: xai4pF-?  
    M|] "W  
    bb d.  
    )*:`':_a  
    FOV:0°×0° GHmv} Z  
    ?:Bv iF);/  
    lvp8z) G  
    V= 1Bo~  
    FOV:−20°×0° EKp@9\XBC  
    ooV*I|wcI  
    y7^{yS[,  
    sUYxT>R  
    FOV:20°×0° ~0b O}  
    5MSB dO  
    }E_#k]#*  
    \);4F=h}f  
    VirtualLab Fusion技术 \Y}3cE  
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