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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
    3Iua*#<m,  
    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。 u_hD}V^x4  
    5"^en# ?9  
    rEv@Y D  
    x%}^hiO<q  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 YbR!+ 0\g  
    .|hf\1_J  
    Hv!U| L  
    vo`2\R.  
    任务描述 >,TUZ  
    j`oy`78O  
    io _1Y]N  
    !i{aMxUP  
    光导元件 Q(@U2a8  
    ~s% Md  
    0vFD3}~>  
    L\Aq6q@c  
    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。 M}d_I+  
    `2'#! -  
    j!_;1++q  
    ->sm+H-*  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 XDsx3Ws  
    &{ay=Mj  
    !HrKXy 0{  
    M|6A0m#Q  
    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。 @Gk ILFN  
        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。 ;fsZ7k4]do  
    G.rrv  
    5Eg1Q YVt  
    os,* 3WO  
    出瞳扩展器(EPE)区域 >XK PTC5H  
    jNTjSX  
    }M1`di4e  
    L_vISy%\b  
    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: DAS/43\  
    _I:~@  
    ]j'p :v  
    pv*,gSS  
    设计&分析工具 -j%,Oo  
    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。 j:5=s%S  
    - 光导布局设计工具: q-.,nMUF  
        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。 u\ #"L  
    - k域布局工具。 |s"nM<ZNZ  
        分析你的设计的耦合条件。  U mNa[ s  
    - 尺寸和光栅分析工具。 1xD=ffM>8N  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 cVubb}ou  
    D&/kCi=R  
    h?rp|uPQ  
    _(Sa4Vb=Q6  
    总结-元件 +g` 'J$  
    #z&& M"*a|  
    r YogW!  
    hn^<;av=  
    #1`-*.u  
         *FC=X)_&W  
    结果:系统中的光线 L%BNz3:Dt  
    k40* e\  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: fF?z|  
    [K9'<Qnu  
    AmaT0tzJC  
    8)O[Aq::  
    所有在光导内传播的光线: TT'[qfAI  
    >=RmGS  
    R<[qGt|L  
    WX=Jl<  
    FOV:0°×0° b?TO=~k,  
         q<\,  
    {p;zuCF1  
          /<HRwG\w  
        FOV:−20°×0° v5By:z  
    /4c\K-Z;  
    hCCiD9gz  
         vY%d   
        FOV:20°×0° 5|l* `J)  
    &0NFb^8+  
    `wus\&!W  
         MZlk0o2  
    VirtualLab Fusion技术 \]=7!RQ\  
    FO!]P   
     
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