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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: 2022-04-15
    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。 A>k;o0r  
    Uyh#g^r  
    jrR~V* :k  
    g*uO IF  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 3lqhjA  
    ?u|g2!{_  
    TgLlmU*qMU  
    Z^ 3Risi  
    任务描述 &3efJ?8  
    _!ed.h.r:  
     '}=M~  
    J^T66}r[f,  
    光导元件 kaLRI|hC  
    Y|L57F  
    n1|%xQBU@  
    Et (prmH  
    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。 P!/8   
    qA42f83  
    622).N4  
    ,&$Y2+  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 9UZX+@[F  
    K;~dZ  
    C/JFg-r  
    RXDk8)^  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 C*$/J\6xy  
    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。 .6*A~%-=[d  
    FVHL;J]nf1  
    wFD .3!  
    NZ#z{JI =+  
    出瞳扩展器(EPE)区域 P-C_sj A7  
    sgX~4W"J  
    sYL+;(#t  
    )L?Tq"hy  
    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: 711 z-  
    k`d  
    R *U>T$  
    31}6dg8?n  
    设计&分析工具 eP)RP6ON{  
    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。 Gs%kqD{=  
    - 光导布局设计工具: 0bor/FU-d  
    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。 nsPM`dz/  
    - k域布局工具。 JGtdbD?Fw  
    分析你的设计的耦合条件。 u=4Rn  
    - 尺寸和光栅分析工具。 GZ1>]HB>r^  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 TS;MGi0`}  
    >\e11OU0Gy  
    |G1U $p  
    5 Z@Q ^  
    总结-元件 l}m@9 ~oC  
    +$%o#~  
    1@am'#<  
    )9*WmFc+#  
    V\ |b#?KL  
    B>R6j}rh'k  
    结果:系统中的光线 bV"0}|A~K  
    gG}<l ':  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: b@7 ItzD  
    ^71sIf;+  
    <v\|@@X  
    A 9u9d\  
    所有在光导内传播的光线: M8h9i2  
    8?PNyO-Wt5  
    Y!5-WX H  
    DV. m({?  
    FOV:0°×0° q|~9%Pujg  
    3V-pLs|  
    yJ^}uw  
    )T^hyi$  
    FOV:−20°×0° g;-CAd5  
    BUtXHD  
    pvX\k X3}  
    =KX:&GU  
    FOV:20°×0° nF)|oA   
    r!;NH3 *  
    G,J$lT X  
    6`4=!ZfI  
    VirtualLab Fusion技术 8 }-"&-X  
    K\uR=L7  
    }%%| '8  
     
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