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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 u:]c  
    R`5g#  
    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。 (/gv U80  
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    6C'W  
    |qs8( 5z0  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 k I?+\k\V`  
    #B2a?   
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    \1Xr4H u  
    任务描述 (n{x"rLy/  
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    |E?PQ?P  
    v*";A  
    光导元件 dl]pdg<  
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    DHq#beN  
    o;TS69|D  
    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。 ~U r  
    ~] &yHzp2  
    Kpg?' !I  
    dy>5LzqK3  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 efr9  
    +0ALO%G;G"  
    \wV^uS   
    dAWB.#  
    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。 $PstEL  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 tVv/G ~(  
    de/oK c  
    5jq @ nq6  
    A` ~R\j  
    出瞳扩展器(EPE)区域 v<@3&bot  
    ^sKdN-{  
    \ 5.nr*5  
    Sa[?B  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: qRSoF04!R  
    6:~<L!`&  
    z:a7)z  
    ?edf$-"z/  
    设计&分析工具  J8-K  
    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。 RNF%i~nhO  
    - 光导布局设计工具: ?y-@c]  
    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。 ,\?s=D{  
    - k域布局工具。 |<Y~\ |  
    分析你的设计的耦合条件。 ;hPVe _/  
    - 尺寸和光栅分析工具。 CNe(]HIOH  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 Q45gC28x  
    ]=o1to-  
    !gJTKQX4  
    D<hX%VJ%M  
    总结-元件 =xQPg0g  
    !1ZItJ74#  
    2n+ud ?|l  
    6j8\3H~  
    25f[s.pv8  
    `$Um  
    结果:系统中的光线 /d+v4GIB  
    M]|]b-#  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ?0'e_s  
    l{*m-u5&;  
    vz(=3C[  
    |$;4/cKfy  
    所有在光导内传播的光线: %"cOX  
    ^*YoNd_kpN  
    a"i(.(9$J  
    RH{+8?0  
    FOV:0°×0° _Ss}dU9  
    cuC' o\f  
    :_<&LO]Q  
    y #C9@C  
    FOV:−20°×0° q %j8Js  
    H s$HeAp;  
    OLtXk  
    M3elog:M  
    FOV:20°×0° yN)(MmX'1  
    |)xWQ KzA  
    w:9`R<L  
    ePZ Ai"k  
    VirtualLab Fusion技术 >0[:uu,'>  
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