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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。 :$}67b)MO  
    / 5=A#G  
    7 'f>  
    L1D%vu`  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 a(J~:wgd  
    qY0Ic5wCY  
    q g%<>B&"  
    9k *'5(D4S  
    任务描述 h[lh01z  
    "arbUX~d  
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    9JUlu  
    光导元件 _C*}14 "3  
    XDI@ mQmzB  
    Fe/*U4xU  
    2^:5aABQ  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 /Wj9Stj5  
    Zd~Z`B} &  
    ;ga~ae=Fg  
    bF}~9WEa  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 #cmj?y()  
    H~$a6T"&  
    M&>Z[o  
    y\@XW*_?  
    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。 "1l d4/  
    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。 g!K(xh EO  
    icnp^2P  
    a"ht\v}1  
    2} T" |56  
    出瞳扩展器(EPE)区域 R_ Z H+@O  
    H>W A?4  
    ND I|;   
    .IG(Y!cB  
    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: g@S"!9[;U  
    py,z7_Nuh  
    #PFf`7b,z  
    v4 c_UFEh<  
    设计&分析工具 HZM&QZHx)`  
    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。 OP>'<FK   
    - 光导布局设计工具: BGUP-_&  
    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。 Jj([O2Eq$  
    - k域布局工具。 Bh@j6fv  
    分析你的设计的耦合条件。 km8[azB o  
    - 尺寸和光栅分析工具。 8Y&(o-R0  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ;zp0,[r  
    ,H.q%!{h_  
    h"q`gj  
    >-]Y%O;}  
    总结-元件 *,z__S$Q)  
    ^Dd$8$?[  
    oU{m\r  
    /tV)8pEj  
    \f%jN1z  
    zQD$+q5h  
    结果:系统中的光线 b~cN#w #  
    Ga~IOlS  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: {HQ?  
    CxwZ$0  
    5]gd,&^?>  
    s_VP(Fe@K  
    所有在光导内传播的光线: L%N|8P[  
    ` 8.d  
    uE+]]ir  
    Bm.%bA>  
    FOV:0°×0° LL.YkYu  
    ~u-mEdu3C  
    @@_f''f$  
    KLlW\MF1  
    FOV:−20°×0° >Ei_##  
    JZN'U<R  
    ?!8M I,c/  
    %5a>@K]  
    FOV:20°×0° HPm12&8,  
    =3l%ZL/  
    1_*o(HR  
    ^P\(IDJCo  
    VirtualLab Fusion技术 F}.<x5I-;h  
    gHA"O@HgDI  
     
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