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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 LY^BkH'  
    c?z% z&  
    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。 v_G4:tY  
    *4.f*3*  
    =#>P !  
    (S(=WG  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Uvz9x"0[u  
    w|$;$a7)  
    Dcp,9"yt%  
    -98bX]8  
    任务描述 oM< &4F  
    7f 7*id  
    d5u,x.R  
    ^(6.P)$  
    光导元件 @c.QrKSaD  
    4V[+6EV  
    |r3eq4$Am  
    Rhr]ML  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 %Cm4a49FNi  
    R4qS,2E  
    9^jO^[>  
    0eb`9yM  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 ;Hm\?n)a  
    XSZW9/I-(|  
    Ho\z ^w+T`  
    >r{,$)H0  
    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。 7e u7ie6  
    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。 lYq R6^  
    7$b78wax  
    beO*|  
    +n%WmRf6!  
    出瞳扩展器(EPE)区域 H,zRmK6A%  
    U[Z1@2zLx  
    \N;s@j W  
    jIuE1ve  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: b}k`'++2,  
    Aja'`Mu  
    HW{+THNj  
    HgG"9WBe%  
    设计&分析工具 I,q3J1K  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 *a\1*Jk  
    - 光导布局设计工具: ]l&_Pv!!  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 Xf$,ra"  
    - k域布局工具。 ~sk 4v:-  
    分析你的设计的耦合条件。 y'Wz*}8pr  
    - 尺寸和光栅分析工具。 iiO4.@nT  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 *y.KD4@{  
    ;:' A{&0N  
    2uqdx'^"  
    u,/PJg-(!  
    总结-元件 Z=wLNmH  
    +}*]9nG  
    Q2iu}~  
    M|76,2u   
    j63w(Jv/  
    UJlKw `4  
    结果:系统中的光线 <!4'?K-N  
    wYS4#7  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: .!=2#<  
    N<O^%!buR  
    @YV-8;hO  
    o- GHAQ  
    所有在光导内传播的光线: N "FQMxqm  
    =[vT=sHz7  
    "EhA _ =i  
    *`mwm:4  
    FOV:0°×0° g6 r3V.X'  
    [%Y Cupr#  
    oGXT,38*  
    C#vU'RNpl  
    FOV:−20°×0° WEWNFTI  
    !=eui$]  
    8CwgV  
    #@ lLx?U  
    FOV:20°×0° x!gu&AA<*  
    APy&~`  
    u9sffX5x[J  
    /R@eOl}D  
    VirtualLab Fusion技术 E+F!u5u  
    /ey}#SHm,  
     
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