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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: 2024-12-12
    摘要 K\u_Ji]k  
    XKS8K4"  
    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。 rS7)6h7(7  
    , jU5|2  
    ]{GDS! )  
    69OF_/23  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 QI_4*  
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    任务描述 n}?wVfEy  
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    光导元件 E\U`2{^.  
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    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。 =0    
    Fmr}o(q1  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 8gy_Yj&{P  
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    [eUftr9&0  
    qfoD  
    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。 %$5H!!~o  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 OLC{iD#  
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    Qf$|_&|  
    出瞳扩展器(EPE)区域 -E4XIn  
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    9DQa PA6  
    %9oYw9 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: F4L;BjnJ  
    OEx^3z^  
    JW.=T)  
    T~_/Vi  
    设计&分析工具 =#gEB#$x:  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 umi5Wb<  
    - 光导布局设计工具: y|wlq3o  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 67SV~L#%O  
    - k域布局工具。 `n5"0QRd  
    分析你的设计的耦合条件。  rl2&^N  
    - 尺寸和光栅分析工具。 wV\gj~U;P  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 d;mx<i=/  
    \*f;Xaa  
    '6y}ZE[  
    6Htg5o|W  
    总结-元件 XxIHoX&  
    >K9#3 4hP  
    3I\n_V<  
    A+J*e  
    %\|'%/"`2(  
    l<0}l^C.  
    结果:系统中的光线 n_ lo`  
    s, k  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: |waIpB(  
    1$qh`<\  
    D(-yjY8aG  
    ]0hrRA`  
    所有在光导内传播的光线: |sRipWh  
    $un?0S  
    )XcOl7XLN  
    5%sE] Y#  
    FOV:0°×0° _4^R9Bt  
    EF3Cdu{]P  
    ;4N;D  
    ;qHOOT  
    FOV:−20°×0° dT,o=8fg  
    )jrV#/m9  
    r{l(O,|e  
    .`>y@p!  
    FOV:20°×0° 8JmFi  
    \]$IDt(s  
    p-.n3AL  
    ]Oq[gBL"A  
    VirtualLab Fusion技术 ]?*I9  
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