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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: 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。 `[x`#irD  
    7A@GN A  
    "C 7-^R#  
    _/0vmgQ&  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 >]uV  
    ;~Y0H9`  
    t>;u;XY!;  
    lN"%~n?  
    任务描述 dbF?#s~u  
    P}B{FIpNG  
    ??Zh$^No:  
    +$R4'{9q  
    光导元件 6rlafISvO  
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    I_66q7U"0  
    Zhb) n  
    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。 `0a=A#]1o  
    Ng=XH"ce~  
    J WaI[n}  
    %7WQb]y  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 RL0,QC)e#@  
    _(=[d  
    eZ+pZq  
    2 t'^  
    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。 t,|`#6Ft  
    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。 t.'|[pOV  
    Hbz>D5$  
    d%tF~|#A%  
    'lwLe3.c  
    出瞳扩展器(EPE)区域 9Qja|;  
    oGz-lO{lt  
    PYWp2V/  
    f?)BAah  
    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: (dZu&  
    R7YL I1ov  
    dd4g?):  
    6^ UQ{P1;  
    设计&分析工具 Y] Q=kI  
    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。 et[n;nl>V  
    - 光导布局设计工具: m]t`;lr<  
    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。 HmxA2 ~C  
    - k域布局工具。 bs{i@1$  
    分析你的设计的耦合条件。 yhnhORSY;  
    - 尺寸和光栅分析工具。 (80 Tbi~+  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 r9:Cq  
    :H/CiN  
    {s^vAD<~x3  
    ]z5`!e)L  
    总结-元件 sp%EA=: E  
    1&\ A#  
    U/2]ACGCN^  
    i co%_fp  
    $ {29[hO  
    a "*DJ&  
    结果:系统中的光线 09FHE/L  
    1u4)  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: <\i}zoPO  
    -"m4 A0  
    Vgzw['L}  
    J=QuZwt  
    所有在光导内传播的光线: >^mNIfdE^=  
    t;?M#I\,{  
    <_X`D4g]XO  
    3Yu1ZuIR  
    FOV:0°×0° frB~ajXK  
    Mf [v7\  
    _ U/[n\oC  
    {J_1.uN=  
    FOV:−20°×0° HoA[U T  
    rl#[HbPM  
    <G d?,}\  
    Ln~Z_!  
    FOV:20°×0° G's >0  
    !nX}\lw  
    \1k(4MWd  
    ;%u'w;sgq  
    VirtualLab Fusion技术 !VNLjbee.  
    N!O.=>8<  
    a;},y|'E  
     
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