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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。 !6\{q M  
    Ki{&,:@  
    BftW<1,U^  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 $fV47;U'*  
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    DY'D]*'7$  
    任务描述 BZ<Q.:)  
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    光导元件 }Zc.rk  
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    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。 :w:hqe|_  
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    ZGf R:a)wc  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 sL75C|f9  
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    jQ@z!GirT  
    c#|!^gjf  
    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  
    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。 xX*I .saK  
    m!SxX&m"G  
    ;*5$xs&=_Z  
    vzM8U>M  
    出瞳扩展器(EPE)区域 x hBlv  
    BSYJ2   
    3#`_t :"A  
    @ U xO!  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: n=WwB(}q  
    P!3)-apP\  
    d5T M_ C  
    '`&gSL.1a@  
    设计&分析工具 A^nB!veh  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 =v]\{ .  
    - 光导布局设计工具: 109dB$+$  
    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。 tSran  
    - k域布局工具。 q@8Jc[\d  
    分析你的设计的耦合条件。 c1B <9_  
    - 尺寸和光栅分析工具。 *UhYX)J  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 jU.z{(s  
    w$8Su:g=  
    ?-%Q[W  
    jI %v[]V  
    总结-元件 _ dEc? R}  
    kN_ i0~y@-  
    n4\UoKq  
    ~o_0RB  
    rT7W_[&P  
    Cl#PYB{1Y  
    结果:系统中的光线  BC*62m  
    CC&opC  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ;]!QLO.bs^  
    k8IhQ{@  
    F|pM$Kd`  
    UgI0 *PE2  
    所有在光导内传播的光线: UtPFkase  
    g<U\7Vp\1  
    3}R}|Ha J#  
    NV\t%/ ?  
    FOV:0°×0° l7#5.%A  
    1oU/gm$7\q  
    xe?!UCUb@  
    Rr#Zcs!G  
    FOV:−20°×0° m#6RJbEz  
    "i>?Tg^  
    S;@nPzhc  
    X.}i9a 6  
    FOV:20°×0° ^f6p w!  
    `|kW%L4  
    E,IeW {6s  
    `%S 35x9  
    VirtualLab Fusion技术 I<E~=  
    MX Qua:&HW  
     
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