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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 ~qcNEl\-y  
    KK1 gNC4R  
    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。 KX76UW   
    Uddr~2%(  
    Q}1 R5@7  
    -(~.6WnhS  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Vr)<\h  
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    ]p _L)  
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    任务描述 7F zA*  
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    TlXI|3Ip  
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    光导元件 P?8GV%0$  
    =@m &s^R  
    1_o],? Q  
    :9O#ObFR  
    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。 T?:Rdo!:u  
    {J{+FFsr(  
    6 )Hwt_b  
    $Wjww-mx  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 _76PIR{an  
    |2?'9<  
    NMW#AZVd  
    rx $mk  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 iWei  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 &%8'8,.  
    4zASMu  
    Wl;.%.]>  
    ]=.\-K  
    出瞳扩展器(EPE)区域 ;o^eC!:/%  
    c]$i\i#  
    P<PJ)>  
    m`IC6*  
    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: @PN#p"KaT  
    R? ,an2  
    IM:=@a{  
    Q~814P8]  
    设计&分析工具 03xa'Of>  
    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。 nA?`BOe(  
    - 光导布局设计工具: O#x*iI%  
    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。 ;KOLNi-B&  
    - k域布局工具。 x9$` W  
    分析你的设计的耦合条件。 6Se?sHC>  
    - 尺寸和光栅分析工具。 b^ L \>3  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ]Oh@,V8  
    aHs^tPg  
    e8y;.D[2  
    4oK?-|=?  
    总结-元件 -#0qV:D  
    ?f#y1m  
    /+8JCp   
    VOKZ dC-  
    ie;]/v a  
    9)0D~oUi  
    结果:系统中的光线 x N=i]~  
    Dakoqke  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: -d8TD*^  
    {SwQ[$k=_  
    ~oI1 zNz/  
    D Gr> 2  
    所有在光导内传播的光线: 4Yxo~ m(  
    /nyUG^5#{  
    s<*XN NE7  
    / rg*p  
    FOV:0°×0° if}-_E<F  
    e .]KL('  
    GRGzP&}@  
    z|=}1; (.  
    FOV:−20°×0° JQ}$Aqk  
    W^fuScG)c  
    U2{ dN>  
    g$( V^  
    FOV:20°×0° aJYgzr,  
    3l)hyVf&  
    ~ }F{vm  
    xG}(5Tt  
    VirtualLab Fusion技术 `n$I]_}/%  
    NxjB/N  
     
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