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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。 [Ky3WppR  
    i(_A;TT6  
    #f< v%  
    E7M_R/7@y  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 {VKFw=$8  
    PfZS"yk  
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    :m(DRD  
    任务描述 6T4I,XrY_F  
    ~USt&?  
    Zazff@O *  
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    光导元件 z~ywFk}KGd  
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    |q58XwU `  
    L,[Q{:CS  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 c!_c, vwrn  
    T N1pg  
    u*TC8!n  
    N+h05`  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 15,JD  
    8;V9%h`P>  
    8! rdqI   
    ! 5NuFLOf  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 ZZ7qSyBs?  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 __2<v?\  
    h%krA<G9  
    LP=j/qf|  
    fT|A^  
    出瞳扩展器(EPE)区域 _$ivN!k  
    ;4[[T%&v  
    Dlq !:dF{&  
    mL=d E Q  
    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: PO`p.("h  
    aPVzOBp  
    -cM1]soT  
    p,goYF??  
    设计&分析工具 MDU#V  
    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。 &CQO+Yr$l  
    - 光导布局设计工具: V`1,s~"q  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 ;~EQS.Qp  
    - k域布局工具。 D]]wJQU2  
    分析你的设计的耦合条件。 @kqxN\DE  
    - 尺寸和光栅分析工具。 !: ^q_q4  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 L%T(H<G  
    d=PX}o^  
    "FWx;65CR  
    eHuJFM  
    总结-元件 MQQm3VaKS  
    U}RBgPX!  
    ;^5k_\  
    4"|Xndh1.  
    _cX}!d!j  
    Gv_~@MN  
    结果:系统中的光线 ~w+I2oS$  
    ];OvV ,*  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: d )O^(y1r  
    7C|!Wno[;  
    5e /YEDP  
    n^Ca?|} ,  
    所有在光导内传播的光线: YV<y-,Io  
    Lwr's'ao.  
    x9"Cm;H%  
    _x!id f  
    FOV:0°×0° Yv5H41o"  
    STp9Gh-  
    OG/b5U  
    +;?mg(:  
    FOV:−20°×0° kAQ(8xV  
    )*~A|[  
    h Ma;\k  
    7nek,8b  
    FOV:20°×0° BDB*>y7(  
    Dfs*~H 63  
    #ES[),+|mB  
    "' JnFM  
    VirtualLab Fusion技术 X zJ#)}f  
    2 DQVl  
     
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