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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。 1y\bJ  
    AwjXY,2  
    PpKjjA<  
    kJpO0k9?eY  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 <b .p/uA  
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    i1XRB C9  
    : NA(nA 3  
    任务描述 qdn_ ZE  
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    光导元件 1Y*k"[?dW  
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    e5 L_<V^Jo  
    dW%t ph  
    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。 Z|Oq7wzEH  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 Jx~H4y=z  
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    V:'F_/&X?  
    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。 a#"orc j  
    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。 ;Mo_B9  
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    J@2wPKh?Yp  
    出瞳扩展器(EPE)区域 `BKb60  
    DqT<bNR1*;  
    `MCiybl,&P  
     $8rnf  
    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: Vj9X6u}{  
    h?p_jI  
    N|$9v{ j_  
    ]t~.?)Ad+2  
    设计&分析工具 )xccs'H  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 :MY=Q]l  
    - 光导布局设计工具: x<M::")5!V  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 ^;<d<V}*  
    - k域布局工具。 'I&0$<  
    分析你的设计的耦合条件。 ,c|MB  
    - 尺寸和光栅分析工具。 s$isDG#Sr  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ^n0;Q$\  
    ofV0L  
    84.L1|k  
    oG1zPspL  
    总结-元件 '"E!av>  
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    U,#x\[3!Jt  
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    结果:系统中的光线 tngB;9c+w  
    KCyV |,+n  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: q+\<%$:u  
    \hgd&H0UU  
    JkWhYP}  
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    所有在光导内传播的光线: }W8A1-UF  
    ,{HQKHg  
    rL1yq|]I  
    Sp5:R75vI  
    FOV:0°×0° d-B+s%>D  
    ;6P>S4`w  
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    xj;:B( i  
    FOV:−20°×0° IS&qFi}W|W  
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    "ktuq\a@  
    [w'Q9\,p  
    FOV:20°×0° iVn4eLK^v  
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     C7ivA h  
    VirtualLab Fusion技术 HK/WO jr  
    E+O{^C=  
    PiKP.  
     
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