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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。 ~|W0+&):  
    cJ CKxj  
    >[,ywRJ#_}  
    u\L=nCtLby  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 N)F&c!anh  
    pKSn 3-A  
    ,tt .oF|  
    ,'FH[2  
    任务描述 ^,P# <,D,  
    )<J|kC\r6c  
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    J[Ck z]  
    光导元件 <>gX'te  
    }}R?pU_  
    bn$('  
    ' 7lHWqN<  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 iD;pXE{2s%  
    ].=~C"s,a  
    }6Ut7J]a|  
    =H<I` J'  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 {ylY"FA  
    -?jI{].:8  
    &U_YDUQ'L  
    Ry$zF~[   
    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。 'H19@b5rx  
    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。 %l4;-x<e  
    [uJfmrEH  
    ]lX`[HX7  
    nC:>1 kt  
    出瞳扩展器(EPE)区域 GnX+.uQL|  
    ^{V t  
    iMT[s b  
    cO8':P5Q  
    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: e;|:W A  
    `u<\ 4&W  
    \ F\ /<  
    ~CtLSyB  
    设计&分析工具 _u[2R=h  
    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。 $ \yZ;Z:  
    - 光导布局设计工具: :V9%R~h/  
    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。 r<%ua6@  
    - k域布局工具。 P{bRRn4Z  
    分析你的设计的耦合条件。 <W>T!;4!  
    - 尺寸和光栅分析工具。 yt5 Sy  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 EJCf[#Sf  
    3j I rB%  
    "jUM}@q5  
    %Tv2op  
    总结-元件 J1s~w`,  
    ~nVO%IxM4J  
    OV"uIY[%8V  
    ?Z0NHy;5  
    bwC~  
    ,+d\@:  
    结果:系统中的光线 #J Ay  
    +HXR ))X  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: V 6*ohC:  
    #VvU8"u  
    5LX%S.CW  
    s3/iG37K  
    所有在光导内传播的光线: TQ,KPf$0U  
    f?qp*  
    [ ,&O  
    :Rroz]*  
    FOV:0°×0° 8v ZY+Q >  
    > u!# 4  
    NimW=X;c  
    svaclkT=  
    FOV:−20°×0° t:O"t G  
    ^vY[d]R _\  
    \) FFV-k5  
    Q,m&XpZ  
    FOV:20°×0° W=S<DtG2  
    6IPQ}/l  
    (-[73v-w  
    s=H| ^v  
    VirtualLab Fusion技术 W^k|*Y|  
    @}<b42  
     
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