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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。 ?>o39|M_w  
    yJp& A  
    8:&@MZQ&!  
    Z@ws,f^e  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ~4`wfOvO  
    ,+X8?9v  
    wqGZkFg1  
    I$ mOy{/#  
    任务描述 p[o2F5 T2  
    [ objdQU`  
    IWT##']G  
    r>)\"U#  
    光导元件 x9_ Lt4  
    MJg^ QVM  
    Q49|,ou[H  
    "Z{^i3 gN  
    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。 4_"ZSVq]#  
    ,Xh4(Gn#b  
    _+;x 4K;  
    _>`0!mG  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 ./g0T{&  
    GS{9MGl  
    9xKFX|*$  
    cn\_;TYiJ  
    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。 g]ihwm~  
    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。 e.jgV=dT-  
    r=w%"3vb^  
    MoX* e  
    TRq~n7Y7C  
    出瞳扩展器(EPE)区域 8EE7mEmLH  
    Ci*5E$+\  
    U=yD!  
    ~T-.k 7t  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: T5Fah#-4  
    xxiLi46/  
    Ml3F\ fAW  
    53T2w,?  
    设计&分析工具 E+2y-B)E  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 GS,pl9#V_  
    - 光导布局设计工具: .6"7Xxe]<  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 C}>&#)IH  
    - k域布局工具。 X%-4x   
    分析你的设计的耦合条件。 .U3p~M+  
    - 尺寸和光栅分析工具。 7RLh#D|  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 "_l[4o[D  
    * =Fcu@  
    dg!sRm1iZ:  
    |s^ar8)=)  
    总结-元件 Yx%%+c?.   
    wTW"1M  
    7/1S5yUr|  
    4J_%quxO  
    f65Sr"qB3  
    s_[?(Ip{  
    结果:系统中的光线 QCo^#-   
    @$*c0 . |z  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 4(&'V+o  
    M,@SUu v"  
    !eq]V9  
    fkG8,=  
    所有在光导内传播的光线: 8j$q%g  
    eXd(R>Mx  
    cm3Y!p{p"  
    +{I\r|  
    FOV:0°×0° L$xRn/\  
    op*+fJHD  
    <H)@vW]_  
    $!f$R`R^Q\  
    FOV:−20°×0° E)P1`X  
    kC0!`$<2f)  
    o7+/v70D  
    -0`hJ_(  
    FOV:20°×0° p(G?  
    Ae#6=]V+^  
    39j d}]e  
    =gIYa  
    VirtualLab Fusion技术 +Xp;T`,v  
    6S<$7=$ =  
     
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