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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: 2024-01-23
    摘要 Ay[9k=q]  
    .[eSKtbc)  
    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。 &`\kb2uep  
    k^vmRe<lk  
    +(=[M]5#n  
    ;#Crh}~  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 *Kp ^al  
    G41$oalQ1  
    J[_?>YJ  
    ./5MsHfbxt  
    任务描述 (t"YoWA#m  
    X  f'  
    7u&H*e7  
    F0o18k_"  
    光导元件 YRT}fd>R&  
    (vYf?+Kb  
    8mQd*GGu1  
    2[bR6 T89  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 r:S5x.P2  
    R}=]UOqH-  
    n B|C-.F  
    fSb@7L  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 WY ^K7U  
    E '6 z7m.  
    :fMM-?s]  
    9DocId.  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 q=i,'.nS  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 jl ?y}  
    70 D Q/b  
    hJtghG6v  
    N'1[t  
    出瞳扩展器(EPE)区域 v(WL 3[y;  
    61 HqBa  
    l>Oe ,`9O  
    :O2v0Kx  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: ^gVbVz[17  
    8B(Q7Qj  
    JO;` Kz_$  
    Z{>Y':\?<  
    设计&分析工具 @zpHem dB  
    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。 )Z`viT  
    - 光导布局设计工具: r'}k`A 5>  
    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。 #p^pvdvh3  
    - k域布局工具。  6-E4)0\  
    分析你的设计的耦合条件。 u=?P*Y/|W  
    - 尺寸和光栅分析工具。 JZ*?1S>  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 )I1V 2k$n  
    :Y&W)V-  
    Zi'8~iEH  
    7 5cr!+  
    总结-元件 enO=-#  
    7B>cmi  
    :j!_XMyT:  
    kKTED1MW&W  
    Sr-^faL  
    SF}L3/C&h  
    结果:系统中的光线 \~m%4kzG8J  
    o3`gx  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: *xX0]{49q  
    z j0pP{y  
    P xuz {  
    qv >(  
    所有在光导内传播的光线: Bk(XJAjY  
    \y+F!;IxL  
    CX(yrP6;  
    t7& GCZ  
    FOV:0°×0° 5|H(N}S_  
    Ib<+m%Ac  
    ]0nC;|]@Lx  
    RAJ |#I1  
    FOV:−20°×0° =(uy':Dbn*  
    z[I/ AORl  
    sjbC~Te--  
    T%xL=STJNy  
    FOV:20°×0° Y@xeyMzE  
    %y~]3XWik  
    ^ C#bW <T  
    Bc` A]U  
    VirtualLab Fusion技术 g{.@|;d <p  
    nWg)zj:  
     
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