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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。 dHq#  
    Li]k7w?H  
    u0g*O]Y  
    A=y"x$%-_  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 x~z_,':  
    %<AS?Ry  
    hF.6}28U1  
    M!#AfIyB  
    任务描述 gJk[Ja  
    2kVp_=c  
    @C=M UT-!  
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    光导元件 IkU|W3Vo  
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    ?&xlT+JM  
    rd" &QB{  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 kZv*rWAm  
    z&>|*C.Y  
    FQ!Oxlq,Q  
    n]v7V&mj\  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 wFb@1ae\  
    fnWsm4  
    *i@T!O(1)M  
    -bm,:Iy!  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 +sRP<as  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 r :NH6tAL  
    vd(dNu&,<  
    kW +G1|  
    [;Fofu Z  
    出瞳扩展器(EPE)区域 g|4w8ry  
    Ka.Nr@Rq*~  
    JhJLqb@q  
    S>#R_H<(  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: jtCZfFD?  
    V^2-_V]8  
    nE7JLtbH  
    e#khl9j*bt  
    设计&分析工具 6__K#r  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 1`QsW&9=b  
    - 光导布局设计工具: Z2bUs!0  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 ?+\E3}:  
    - k域布局工具。 PQ3h\CL1n  
    分析你的设计的耦合条件。 4.'JLArw  
    - 尺寸和光栅分析工具。 |Euus5[  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 n_9x"m$  
    r.<JDdj  
    *KJ7nRKx(w  
    sOz sY7z3Z  
    总结-元件 n`.#59-Hx  
    /AR]dcL@76  
    ZF'HM@cfo  
    8(Fu  
    ,E9d\+j  
    8&."uEOOU  
    结果:系统中的光线 `pm>'  
    H;y}-=J+  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: F~R7~ZE  
    GO~k '  
    B6%&gXr\  
    jI0]LD1k  
    所有在光导内传播的光线: y<*-tZV[  
    l[*sHi  
    nh0&'hA  
    "-0;#&!  
    FOV:0°×0° { i;6vRr  
    *<q4S(l  
    J3IRP/*z  
    'HB~Dbq`V  
    FOV:−20°×0° K'Spbn!nC  
    &h(g$-l?[  
    5 0Ad,mn<  
    C0(sAF@  
    FOV:20°×0° >3P9 i ;W  
    +>#e=nH  
    enumK\  
    3+9 U1:1[.  
    VirtualLab Fusion技术 ERC<Dd0  
    8Zw]f-5x\  
     
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