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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: 2024-12-12
    摘要 /IO<TF(X  
    9!``~]G2  
    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。 >/r^l)`9_f  
    %4=r .9  
    m-< "`:+  
    wM-I*<L>  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ?M}W ;Z  
    '`)r<lYN,  
    agbG)t0  
    q =\3jd  
    任务描述 '%W`:K'  
    m@Q%)sc)  
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    光导元件 q':P9 o*N?  
    U.$7=Zl8t  
    6UK}?+r~  
    P^)J^{r  
    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。 PnUYL.v  
    LX!MDZz  
    _^k9!V jo  
    l_ES $%d  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 .|VWYN  
    ,\DSi&T  
    Vx~N`|yY  
    R7 WGc[  
    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。 ![ce=9@t<  
    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。  CJ~gE"  
    oEuV&m|yX  
    F?!X<N{  
    Dcep^8'  
    出瞳扩展器(EPE)区域 @V7HxW7RX  
    MYlPG1X=?  
    =SUCcdy&  
    "!AbH<M;@  
    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: Fv )H;1V  
    k-;A9!^h  
    mdB~~j  
    0dKv%X#\  
    设计&分析工具 -Wt (t2  
    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。 s?,\aSsU@  
    - 光导布局设计工具: x\R%hGt  
    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。 ol7^T  
    - k域布局工具。 6p}dl>T_y  
    分析你的设计的耦合条件。 4#fgUlV  
    - 尺寸和光栅分析工具。 skeXsls  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 Q+ogVvMq>  
    %n!7'XF'[  
    EQvZ(-_;4  
    t*Xo@KA  
    总结-元件 8wX|hK!Gz  
    DOa%|H'P  
    )/Mk\``j  
    'Cp]Q@]\  
    +FGw)>g8'm  
    s~)I1G  
    结果:系统中的光线 V-N`R-FSr  
    B']}n`g  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 3yXSv1  
    DZ*m"Bi  
    "/~KB~bB  
    t91z<Y|  
    所有在光导内传播的光线: ,mY3oyu  
    7K`Z<v&*  
    b&_u+g  
    $psPNJG  
    FOV:0°×0° UVlXDebl  
    S4!}7NOh  
    vk K8D#K  
    -SeHz.` N  
    FOV:−20°×0° 'X(Sn3  
    4^u wZ:  
    l2ww3)Z  
    |j w{7\+  
    FOV:20°×0° i[r>^U8O  
    rWS],q=c  
    -q")qNt.  
    {@*l,[,5-  
    VirtualLab Fusion技术 0\tdxi  
    47yzI-1H+  
     
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