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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: 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。 8EPV\M1%  
    hexq]'R  
    =`X@+~%-  
    A2"xCJ0`  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 3Ecm Nwr  
    SJ-g2aAT  
    RfwTqw4@  
    )gCHwu  
    任务描述 GJItGq`)  
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    光导元件 >M^ 1m(  
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    bhSpSul  
    l1N{ujM  
    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。 = sIR[V'(  
    7`tnoTUv  
    -i'T!Qg1  
    ZjEO$ ts=@  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 BQB O]<99  
    *<U&DOYV:  
    [JVI@1T  
    KX)xCR~  
    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。 Vrz!.X~  
    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。 tT yu,%/m  
    Z=!*7@QY  
    _:'m/K3Ee  
    2>O2#53ls0  
    出瞳扩展器(EPE)区域 =,[46 ;q  
    GKY:"q&h  
    P+3G*M=}  
    0 \LkJ*i  
    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: _ |TE )h  
    uU.9*B=H9  
    7 Nwi\#o  
    cJ8F#t  
    设计&分析工具 :/vB,JC  
    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。 9v cUo?/  
    - 光导布局设计工具: .3|9 ~]  
    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。 Ti3BlWQH  
    - k域布局工具。 #4//2N  
    分析你的设计的耦合条件。  A ]U]  
    - 尺寸和光栅分析工具。 MmWJYF=  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 BQS9q'u_  
    `6mHt6"h  
    : 6>H\  
    ? 3}UO:B  
    总结-元件 cfeX (0  
    DJQ]NY|  
    U-FA^c;  
    &{]%=stI  
    3^Yk?kFE  
    DQlaSk4hF_  
    结果:系统中的光线 d BlOU.B  
    jq0tMTb%L  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: !W%HAlUAG[  
    J82{PfQ"  
    %&_(IY$d  
    0='DDy  
    所有在光导内传播的光线: Q"hI!PO+  
    l(]\[}.5  
    b(Z%#*e  
    =(n'#mV  
    FOV:0°×0° zt,-O7I'1  
    .v" lY2:N  
    ax^${s|{-  
    }qD.Ek  
    FOV:−20°×0° ~o/^=:*  
    #>v7" <  
    Q?a"uei[  
    hx^a&"  
    FOV:20°×0° 3-mw-;.  
    phc1AN=[E  
    b<F 4_WF  
    Pm1 " 0  
    VirtualLab Fusion技术 /M3D[aR<d  
    G wW#Ww;Oc  
     
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