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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。 >RrG&Wv59  
    L%Ms?`i,  
    pv^:G;  
    QN#tj$x  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Nj +^;Y  
    |#Q0UM|'Q  
    jVna;o)  
    u ^M'[<{  
    任务描述 KK4rVb:-  
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    光导元件 c=re(  
    lInf,Q7W  
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    9ZDbZc  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 I")mg~f  
    *P?Rucg  
    M]xfH*  
    N w/it*f  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 Dy{lgT0k  
    <(1[n pS&+  
    !:v7SRUXb  
    ViU5l*n;  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 NzS`s,N4/0  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 ED>P>Gg  
    ?>My&yB  
    wWM[Hus  
    8_M"lU0[  
    出瞳扩展器(EPE)区域 Ged} qXn  
    x#hSN|'"  
    \/-4jF:  
    GQ sE5Vb  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面:  p+-IvU  
    /)sP<WPQ 6  
    I~nz~U:ak  
    (4/W)L$  
    设计&分析工具 B/Ltb^a  
    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。 YR[I,j  
    - 光导布局设计工具: gOMy8w4>  
    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。 &g]s@S|%  
    - k域布局工具。 "d2JNFIHb  
    分析你的设计的耦合条件。 r6It )PQ  
    - 尺寸和光栅分析工具。 lBudC  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 onm" 7JsO'  
    J|([(  
    7tne/Yz  
    q``/7  
    总结-元件 %eGI]!vf  
    u1>WG?/`  
    tRNMiU  
    h+Y>\Cxg  
    fr}.#~{5Y  
    /x\~ 5cC  
    结果:系统中的光线 UK)wV  
    @?gRWH;Pq  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: G[n;%c~`+  
    1v*N]}`HU  
    i?,\>LTG  
    Bq,MTzxD  
    所有在光导内传播的光线: z'\BZ5riX<  
    :k2 J &@8  
    +}eK8>2  
    =h.` ey  
    FOV:0°×0° *nEG<Y)  
    <v?2p{U%  
    <4CqG4}Y  
    8!MVDp[|"  
    FOV:−20°×0° +wZ|g6vMct  
    bD?gwhAKA  
    0a1Mu>P,  
    \Qq YH^M  
    FOV:20°×0° R7c42L\QA  
    :_Iz( 2hV  
    aO 2zD<d  
    9%riB/vkrF  
    VirtualLab Fusion技术 C8=rsh  
    !e+Sa{X  
     
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