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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 Qwm#6{5  
    ,c;u]  
    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。 (79y!&9p  
    v0yaFP#kG  
    y(!Y N7_A  
    Gx]J6Z8  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 i,Q{Z@,  
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    任务描述 lStYfO:<'v  
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    光导元件 v&NC` dVR  
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    RiY9[ec2  
    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。 &F*L=Ng  
    Sj$XRkbj:  
    LyRU2A  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 /NH9$u.g  
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    K9#=@}!3L  
    .%D9leiRe  
    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。 ){PL6|5x  
    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。 us2X:X)  
    Tq r]5  
    2&f] v`|M|  
    VZ`L-P$AF  
    出瞳扩展器(EPE)区域 OKo39 A\fu  
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    0jlwL  
    >>**n9\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: bF#*cH  
    .KA){_jBp  
    |]d A`e&y  
    7g}lg8M  
    设计&分析工具 N6"b Ox J(  
    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。 aIrQ=}  
    - 光导布局设计工具: 6[dLj9 G%  
    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。 FJ|6R(T_  
    - k域布局工具。 z"b}V01F#  
    分析你的设计的耦合条件。 S}/?L m}  
    - 尺寸和光栅分析工具。 y&HfF~  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 6/m|Sg.m  
    : "|M  
    l Ikh4T6i  
    D5wy7`c  
    总结-元件 e;y\v/A  
    zHI_U\"8D  
    jm_b3!J  
    1ke H1[  
    IA\CBwiLj  
    JMMT886  
    结果:系统中的光线 gy Jx>i  
    hPs7mnSW  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: q K sI}X~  
    /'V(F* g  
    $*035f  
    F__j]}?  
    所有在光导内传播的光线: Osb#<9{}  
    vtvF)jlX  
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    FOV:0°×0° 1@&i ju5  
    @a08*"lbp  
    PdUlwT? 8C  
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    FOV:−20°×0° 7QXA*.' F  
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    sD|P*ir  
    FOV:20°×0° #J 1vN]g  
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    $\S;f"IM.  
    SLzxF uV  
    VirtualLab Fusion技术 j.? '*?P  
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