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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 正序阅读 楼主  发表于: 2024-01-23
    摘要  rhpPCt  
    O%1v) AT&\  
    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。 *19ax&|*S  
    AM"Nn L"  
    tx"sH]n  
    ,*4p?|A  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 {7!UQrm<  
    O3N0YGhJ  
    a9n^WOJ6  
    9_\'LJ  
    任务描述 _, ;j7%j  
    :Ih|en^w  
    2f U$J>Y  
    xD&^j$Em  
    光导元件 )!g{Sbl  
    KZ!3j_pKy  
    DjU9 uZT  
    =. y*_Ja  
    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。 d=,%= @  
    UA[,2MBp  
    s[8@*/ds  
    k>dsw:  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 =n^!VXaL]]  
    J7C4V'_  
    ut >4U'.H  
    mzQ`N}]T:  
    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。 &t5{J53  
    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。 yNm:[bOER  
    Ngb(F84H?  
    x^"E S%*  
    K"<PGOF  
    出瞳扩展器(EPE)区域 <I}2k  
    =9kN_:-  
    ,>t69 Ad  
    7W6cM%_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: 9}B`uJ  
    X2tk[Kr  
    [^8n0{JiN  
    s >0Nr  
    设计&分析工具 e4~>G?rM_  
    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。 tbnH,*  
    - 光导布局设计工具: Kj=b[ e%  
    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。 j)t+jcMUI  
    - k域布局工具。 tBTTCwNT%  
    分析你的设计的耦合条件。  tpy>OT$  
    - 尺寸和光栅分析工具。 ;['[?wk  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 6t/`:OZC:  
    `h}q Eo`  
    b3wM;jv  
    T[= S$n -'  
    总结-元件 "O8gJ0e  
    >NB?& |  
    DmXcPJ[9  
    SWp1|.=Sm  
    _(m't n>   
    ! _2n  
    结果:系统中的光线 B2Xn?i3 l  
    H3{GmV8  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: K78rg/`  
    CF|]e:  
    )otb>w5  
    L6>pGx  
    所有在光导内传播的光线: s4_/&h  
    8A{_GH{:  
    [FUjnI  
    l"n{.aL  
    FOV:0°×0° <8UYhGK  
    jL)WPq!m+  
    Og;-B0,A  
    +.y .Mp  
    FOV:−20°×0° r%DFve:%  
    RtG}h[k/X  
    q9"=mO0J+  
    {_RWVVVe  
    FOV:20°×0° -T6(hT\  
    ?S?2 0  
    y/V%&.$o=  
    g+-;J+X8  
    VirtualLab Fusion技术 _= #zc4U  
    ::n;VY2&  
     
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