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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: 2024-12-12
    摘要 \t3i9#Q  
    }wKU=Vm  
    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。 cl5:|)  
    5j %jhby?  
    c-{]H8$v  
    W X9BS$}0  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 K;O\Pd  
    l-rI|0D#  
    g}7%3D  
    aqgSr|  
    任务描述 .v'8G)6g  
    Z_/03K$q  
    Ns{4BM6j  
    R lu;l  
    光导元件 0'",4=c#V  
    lU3wIB  
    n&lLC&dL  
    HH+XEMP/g  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 f.WtD`Oas  
    iFnM6O$(  
    DzMkeX  
    GfV9Ox   
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 }z6HxB]$  
    v?J2cL  
    [;}c@  
    "wc $'7M  
    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。 7}MWmS^8j  
    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。 =W?c1EPLCx  
    l\)Q3.w  
    08Gr  
    0td;Ag  
    出瞳扩展器(EPE)区域 u Wtp2]A  
    a&JAF?k  
    7e4\BzCC  
    l"64w>,  
    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: 2]l*{l^ Bl  
    @%K 8 oYK  
    49yN|h;c!  
    >ObpOFb%  
    设计&分析工具 7u;B[qH  
    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。 3)sqAs(  
    - 光导布局设计工具: FM5$83Q  
    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。 Sq,x@  
    - k域布局工具。 $%<gp@Gz  
    分析你的设计的耦合条件。 x:(e: I8x(  
    - 尺寸和光栅分析工具。 DN+iS  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 &,+ZN A`P  
    "o`( kYSF  
    QJ QQ-  
    iV%% VR8b  
    总结-元件 iJcl0)|  
    Q{RHW@_/  
    m@~HHwj  
    }-!$KR]:s  
    a&&EjI  
    d7 @ N~<n  
    结果:系统中的光线 j_Fr3BWS  
     W* YfyM  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 5<61NnZ  
    e.Ii@<  
    zx^)Qb/EL6  
    >?5`FC  
    所有在光导内传播的光线: X6PfOep  
    jRGG5w}  
    :geXplTx  
    *op7:o_  
    FOV:0°×0° cWm.']  
    YWTo]DJV  
    gpPktp2  
    H_ x35|"  
    FOV:−20°×0° zMDR1/|D  
    (7"qT^s3  
    6rk/74gI,a  
    =w8*n2  
    FOV:20°×0° Z-WWp#b  
    #)XO,^s.  
    RD~QNj9,T  
    0FXM4YcrJO  
    VirtualLab Fusion技术 ~j UK-E  
    *rWE.4=&  
     
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