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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。 rk< 3QXv  
    hDD]Kc;G^1  
    %]fi;Z  
    e)2w&2i`(F  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 {:ZsUnzm  
    (<ngdf`,  
    ' qN"!\  
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    任务描述 o`~ %}3  
    U{Moyj  
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    +d JLT}I8M  
    光导元件 k_](u91  
    xL\R-H^c]  
    *IV_evgM7  
    6 i'kc3w  
    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。 q#*b4q {  
    1D2Yued  
    u8Oo@xf0Fr  
    $uCY\ xqZ  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 _aK4[*jnqh  
    9q>rUoK^  
    f~v@;/HL  
    |$sMzPCxOk  
    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。 k/.a yLq  
    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。 NG\^>.8  
    9s`j@B0N57  
    m$80D,3  
    < SvjvV  
    出瞳扩展器(EPE)区域 IT0 [;eqR  
    qN(,8P\90  
    r>;6>ZMe  
    ,Ep41v;T%`  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: :2E?|}`7\  
    ?@5#p*u0  
    )~=g}&  
    Y(Q!OeC  
    设计&分析工具 +WB';D  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 P= nu&$;  
    - 光导布局设计工具: XWYLa8Ef  
    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。 CyV(+KBe_  
    - k域布局工具。 l t{yo\  
    分析你的设计的耦合条件。 ;/)u/[KAv  
    - 尺寸和光栅分析工具。 mxkv{;ad  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 2sOetmWE7  
    N9X`81)t  
    2y@y<38  
    9 t o2V  
    总结-元件   ]n (:X  
    >%Nqgn$V  
    *;X,yEK[  
    bZd)4  
    5M mSQ_  
    X@up=%(  
    结果:系统中的光线 8w L%(p  
    )R5=GHmL  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: _0 $W;8X  
    5#hsy;q;[  
    Lzy Ix!S  
    3v@Y"I3;  
    所有在光导内传播的光线: y-=YXqj  
    L6IF0`M<,I  
    /Lt Lu  
    +RN|ZG&  
    FOV:0°×0° w;8VD`>[|  
    IPEJ7 n49  
    Z Vj  
    0VwmV_6'<W  
    FOV:−20°×0° VKb'!Ystl  
    {j4J(dtO  
    0w<G)p~%n  
     SE D_^  
    FOV:20°×0° v*VId l>  
    HqKI|^  
    ,V{Cy`bi  
    )9? ^;HS  
    VirtualLab Fusion技术 =VPJ m\*V  
    m* JbZT  
     
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