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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: 2024-06-12
    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。 z}.Q~4 f0D  
    r&rip^40  
    @{V bu  
    }+] l_!v*  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ngLpiU0H&  
    nY M2Vxi0+  
    1Y+g^Z;G  
    l~(A(1  
    任务描述 i(O+XQ}Fyx  
    |&u4Q /0  
    @h=r;N#/`P  
    ,azBk`$iQr  
    光导元件 vCX 54  
    5.M82rR; ~  
    Gov]^?^D-  
    !FA[ ]d4  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 BG/Q7s-?K  
    .(g"(fgF  
    >S}^0vNZX  
    IoKN.#;^  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 3Z_\.Z1R@  
    a1dkB"Zp.p  
    *e,GXU@  
    O_ 4 j"0  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 /0 2-0mNv  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 \%/Y(YVm  
    5}Z_A?gy  
    [cso$Tv  
    X+KQ%Efo  
    出瞳扩展器(EPE)区域 q=x1:^rVH  
    2A&Y})D  
    PN"SBsc*j-  
    p>h&SD?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: 4Ai#$SHLm  
    ;&9wG`  
    @:w[(K[^b/  
    ]@A31P4t|  
    设计&分析工具 *f-8egt-  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 \AY*x=PF  
    - 光导布局设计工具: {Rtl<W0  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 HDQH7Bs  
    - k域布局工具。 'U*Kb  
    分析你的设计的耦合条件。 y^}00Z+l  
    - 尺寸和光栅分析工具。 mO^ )k  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 } m&La4E  
    6b-E|;"]:^  
    d)1Pl3+  
    A(1d q  
    总结-元件 i%# <Hi7  
    zlhI\jRdc  
    ~]78R!HJ  
    9jf2b  
    QHPC?a6CD  
    chszP{-@X  
    结果:系统中的光线 s#>``E!  
    F.$NYr/|y  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: glUf. :]  
    u(C?\HaH  
    "yf#sEabV  
    8)V6yKGO  
    所有在光导内传播的光线: 8/T,.<5  
    S*'  
    bR}=bp4K  
    :d} @Z}2sD  
    FOV:0°×0° #G\;)pT  
    hZ~ \Z S7  
    EL:Az~]V  
    (0!U,8zz  
    FOV:−20°×0° $;As7MI  
    =*=qleC3  
    gaVQ3NqF  
    M D,+>kh  
    FOV:20°×0° ]#P>wW  
    o06vC  
    +^<-;/FZue  
    &k@r23V7r  
    VirtualLab Fusion技术 m$H(l4wB>  
    o 4cqLM u  
     
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