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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: 2022-07-14
    [A2`]CE<@  
    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。 !mJo'K  
    uJU*")\V  
    rN/| (@  
    ?]O7Ao  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 _5Bcwa/  
    &1|?BZv  
    hJ;$A*Y  
    u1^wDc*xg  
    任务描述 D=r))  
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    光导元件 vH[47CvG5  
    pB:$lS  
    RFaSwf,5n  
    p#P~Q/;  
    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。 J^#:qk  
    t= #&fSR  
    Z.PBu|Kx  
    K2)!h.W  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 hqvE!Of  
    cre;P5^E  
    d3Mva,bw<  
    W_|0y4QOo  
    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。 4u;9J*r4  
        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。 YZf6|  
    )!bUR\  
    ZP\M9Ja  
    =8Jfgq9E  
    出瞳扩展器(EPE)区域 eV^d6T$  
    s ^Nw%KAv  
    }L=/A7Nk>  
    H6*^Ga  
    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: `r"+644  
    WsU)Y&  
    \>. LW9  
    /6uT6G+(z}  
    设计&分析工具 gmKGy@]  
    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。 1$/MrPT(b  
    - 光导布局设计工具: 3g'S\ G@  
        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。 (& "su3z  
    - k域布局工具。 t_z>Cl^u  
        分析你的设计的耦合条件。 ))kF<A_MK  
    - 尺寸和光栅分析工具。 s9;#!7ms  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 4rT*tW"U  
    pIV-kI:w  
    Yf,K#' h:  
    7w :ef0S  
    总结-元件 d_UN0YT<  
    H<hVTc{K  
    S_ MyoXV  
    g,t jm(  
    w27KI]%(  
         6k{2 +P  
    结果:系统中的光线 E907fX[R~  
    ok^d@zI  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: - Xu.1S  
    ( 9!k#  
    {N2g8W:  
    :bV mgLgG  
    所有在光导内传播的光线: l:0s2  
    $n^ MD_1!  
    =!O*/6rz  
    Q)m4_+,d  
    FOV:0°×0° O<PO^pi  
         ]wT 7*( Y  
    Ac2(O6  
         N7'OPTKt&  
        FOV:−20°×0° M#"524Nz  
    AqK z$  
    v 8T$ &-HJ  
         0N[&3Ee8  
        FOV:20°×0° (Fq5IGs  
    K 8n4oz#z  
    T{V/+RM  
         v(*C%.M)  
    VirtualLab Fusion技术 Y$N)^=7  
    H gTUy[(  
     
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