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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。 :f/ p5 c  
    BTd'bD~EA  
    `XWxC:j3%  
    ^*{ xTB57  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 J$WIF&*0@  
    O &w$  
    #sqDZ]\B  
    < m9O0  
    任务描述 IG9Q~7@  
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    光导元件 \ I?;%  
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    U.^)|IHW  
    W X\%FJ  
    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。 s~]nsqLt9p  
    lP9I\Ge&  
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    zA"D0fr  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 9lD,aOb  
    G8;S`-D1a,  
    "rKIXy  
    %*19S.=l  
    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。 h |lQ TT  
    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。 ?&GMp[  
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    NqwVs VL  
     q?^0 o\  
    出瞳扩展器(EPE)区域 #VO2O0GR  
    ./fEx 'E  
    T*{zL  
    Cir =(  
    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: xLD6A5n,[  
    |v1 K@  
    t~a$|( 9  
    %zelpBu+  
    设计&分析工具 |,7J!7T(I  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 3w9 ]@kU  
    - 光导布局设计工具: =3zn Ta }  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 EIYM0vls(  
    - k域布局工具。 Z*TW;h0ZQ3  
    分析你的设计的耦合条件。 H3c=B /+  
    - 尺寸和光栅分析工具。 t!T}Pg(Bo  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 =Hx~]1  
    wU ; f   
    "{B ek<  
    28)TXRr-  
    总结-元件 R`* *!ku  
    PPqTmx5S  
    z8j(SI;3  
    :HE]P)wz-  
    } g*-Ty  
    mWusRgj+8  
    结果:系统中的光线 `HM3YC  
    vaf9b}FL  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: epR~Rlw>2  
    Fkz  
    5i/E=D  
    NI1HUUZz  
    所有在光导内传播的光线: osd^SnL1/5  
    TN %"RL  
    46zaxcY<!  
     (v`;ym  
    FOV:0°×0° 0`!Q-G7  
    }m9LyT=~$  
    7RP_ ^Cr+  
    FqTkUWd,#  
    FOV:−20°×0° /SXz_ e  
    nFfCw%T?  
    YF -w=Y6  
    B (1,Rq[  
    FOV:20°×0° >jX UO  
    0H3T'J%r  
    S(J\<)b  
    UPKi/)C;  
    VirtualLab Fusion技术 x}.d`=  
    U  R@BSK'  
     
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