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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: 2024-06-12
    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。 XJG "Zr9  
    D< h+r?  
    RS>;$O_(M  
    23AMrDF=N  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 [o0Z; }fU  
    P~5[.6gW  
    i]@QxzCSF  
    Gw/imXL  
    任务描述 "#a_--"k9  
    nCz_gYcIx  
    c3>#.NP_  
    $YX\&%N  
    光导元件 k9ThWo/#u  
    5zqlK-$  
    q@}eYQ=P|e  
    PsLMV:O9S  
    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。 MifPZQ  
    dvAvG.;U  
    ;;9W/m~]  
    %6vf~oG  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 Uo!#p'<w)p  
    &{Zt(%\ '  
    YB^[HE\#y  
    f<`is+"  
    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。 j}2,|9ne  
    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。 }T}9AQ}|  
    i9qn_/<c  
    o<hT/ P  
    Y 7a<3>  
    出瞳扩展器(EPE)区域 0jlwL  
    ;<JyA3i^V,  
    | Vtd !9  
    |]d A`e&y  
    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: 7g}lg8M  
    N6"b Ox J(  
    aIrQ=}  
    v[r5!,F  
    设计&分析工具 FY^[?lj  
    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。 z"b}V01F#  
    - 光导布局设计工具: S}/?L m}  
    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。 y&HfF~  
    - k域布局工具。 6/m|Sg.m  
    分析你的设计的耦合条件。 eVobs2s  
    - 尺寸和光栅分析工具。 /.'tfy $  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 jIq@@8@o  
    H8V${&!ho  
    *?zyF@K{%  
    u}eqU%  
    总结-元件 wF +9Iu  
    FCC9Ht8U?  
    Mpfdl65  
    U4J9b p|  
    5Av bKT  
    eY)JuJ?  
    结果:系统中的光线 7IrbwAGZ3  
    /B $9B  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: "k)}qI{  
    vtvF)jlX  
    }tvLe3O  
    }klET   
    所有在光导内传播的光线: 1@&i ju5  
    @a08*"lbp  
    PdUlwT? 8C  
    *} pl  
    FOV:0°×0° <5 R`E(  
    F~;G [6}  
    kZ&|.q1zki  
    ^xW u7q  
    FOV:−20°×0° ~i)m(65:  
    .eg?FB'7  
    ~ .}  
    O F$0]V  
    FOV:20°×0° {XT3M{`rWL  
    8oM]gW;J~  
    }:5_vH0  
    =Kq/E De  
    VirtualLab Fusion技术 G~SgI>Q  
    g_kR5Wxpt  
     
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