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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。 7cWeB5 e?O  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 #Ef!X  
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    任务描述 .Ln98#ZR  
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    光导元件 Gd`7Tf)'  
    SK&1l`3  
    S 1^t;{"  
    @8w5Oudvx  
    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。 V2AsZc0U(  
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    Rq e|7/As  
    J>G'H)  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 fv+d3s?h  
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    yiXb<g+B  
    ?~T(Cue>  
    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。 S!x;w7j  
    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。 #`U?,>2q  
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    #`= >Mza  
    出瞳扩展器(EPE)区域 M #0v# {o  
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    lKU{jWA  
    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: ) ?B-en\  
    $bF+J8%D  
    jk_yrbLc  
    l Le&q  
    设计&分析工具 #*lDKn[vO  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 xluA jOQ6  
    - 光导布局设计工具: m@*aA}69  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 \*BRFUAc  
    - k域布局工具。 1M?x,N_W  
    分析你的设计的耦合条件。 N+5f.c+S-  
    - 尺寸和光栅分析工具。 UM`$aPz  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 xaB#GdD  
    g`C"t3~%S  
    (E 8jkc  
    |0>rojMq  
    总结-元件 #K$0%0=M  
    q o-|.I  
    dD'KP4Io@  
    zL50|U0H  
    $Jn.rX0}$  
    Y#-c<o}f  
    结果:系统中的光线 ;9fWxH  
    >b#CR/^z  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: g2}aEfp!H  
    !B{(EL=g  
    e.(d?/!F_  
     ]SL+ZT  
    所有在光导内传播的光线: q3-cWfU  
    )@y'$)5s  
    -`Zk`s|!  
    k%-UW%  
    FOV:0°×0° 3BLH d<  
    =z<sx2#*  
    #a9R3-aP  
    eYjF"Aq  
    FOV:−20°×0° RLLL=?W@  
    (r'NB  
    N>P" $  
    p&`I#6{  
    FOV:20°×0° H.l WHM+H4  
    nSZp,?^  
    h]|2b0  
    4 BNbS|?vV  
    VirtualLab Fusion技术 4IM&#_6  
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