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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。 izW l5}+'B  
    N$,)vb<  
     FZ2-e  
    x?<5=,  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 /7"1\s0U  
    tw3d>H`  
    kWz%v  
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    任务描述 Yh%wf3 UEO  
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    光导元件 M2EN(Y_k0  
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    f8^58]wx0  
    A7RX2  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 NU(/Yit  
    R39R$\  
    M>J ADt_]  
    KE3 /<0Z  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 =U2Te  
    *(MvNN*  
    Y)*lw  
    9c7 }-Go  
    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。 +r!h*4  
    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。 bv4cw#5z$9  
    Xbtv}g<0c  
    EDQJ>c  
    kZ.3\  
    出瞳扩展器(EPE)区域 C|J1x4sb@  
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    )x7hhEk=^  
    9h(hx 7]  
    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: |)-:w?  
    OA=;9AcZ  
    =|%T E   
    ,6S 8s  
    设计&分析工具 m8PB2h  
    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。 bN&da [K  
    - 光导布局设计工具: "\[>@_p h  
    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。 )\;r V';  
    - k域布局工具。 DS2$w9!  
    分析你的设计的耦合条件。 cj#q7  
    - 尺寸和光栅分析工具。 !v L :P2  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 \IfgL$+  
    %nh'F6bNgv  
    $bosGG  
    k>CtWV5B  
    总结-元件 fNJ;{&#  
    _64@zdL+  
    3T/j5m}+!  
    ix+x-G  
    kwR@oVR^  
    ] O>7x  
    结果:系统中的光线 Q9>]@DrAx  
    wS0bk<(  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ,-Nk-g  
    $SVGpEw  
    )x&@j4,  
    Rk[ * p  
    所有在光导内传播的光线: 3= zQ U  
    T_[\(K`w!  
    RA I&;"  
    Z|% 2495\  
    FOV:0°×0° ]?`p_G3O  
    PZJ 4: h  
    !@Lc/'w  
    [B @j@&  
    FOV:−20°×0° <,4(3 >js  
    SqF.DB~  
    6ya87H'e@  
    S5KYZ W  
    FOV:20°×0° !F#aodM1N  
    A]%t0>EL<  
    Ef!p:HBJ  
    TF-Ty  
    VirtualLab Fusion技术 'a^tL[rLP1  
    ,D2_Z]  
     
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