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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 ^l|{*oj2  
    VE5w!of  
    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。 S05+G}[$  
    s7=CH   
    3/V&PDC*'  
    O\;Z4qn2=  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 tZmo= 3+:  
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    J'9hzag  
    任务描述 ~*RG|4#  
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    光导元件 n{JBC%^g  
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    W1S7%6y_1  
    wYy=Tl-N  
    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。 k4jZu?\C]  
    '<_nL8A^  
    S~L$sqt  
    -(9>{!",J  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 - &u]B$  
    `>&V_^y+  
    S0( ).2#  
    U_ n1QU  
    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。 9r.Os  
    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。 | Qo`K%8  
    9}^nozR,I  
    Rd~-.&   
    |PR8P!'  
    出瞳扩展器(EPE)区域 F#_JcEE  
    UFBggT\  
    ^=:e9i3u  
    7(cRm$)L  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: 5/Viz`hsz  
    c,nE@~ul2  
    vYQ0e:P  
    ("07t/||  
    设计&分析工具 Ji4xor  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 jMv qKJ(<  
    - 光导布局设计工具: -xs @rV`  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 87WIDr  
    - k域布局工具。 "ee:Z_Sz  
    分析你的设计的耦合条件。 Er/h:=  
    - 尺寸和光栅分析工具。 s2=rj?g&(X  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 PyQt8Qlz  
    vN#?>aL  
    MLwh&I9)  
    K|JpkEw  
    总结-元件 ]@E_Hx{S  
    8R?X$=$]!.  
    BfZAK0+*$  
    BUcPMF%\y:  
    to9~l"n.s  
    E4;vC ?K{  
    结果:系统中的光线 '5xIisP  
    4WCWu}  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: SOE 5`  
    :/YHU3~Y  
    .. jc^'L  
    qw^kA?  
    所有在光导内传播的光线: >YG1sMV-J  
    KnL-qc  
    #r5IwyL  
    matW>D;J  
    FOV:0°×0° l~ 3H"  
    r'bctFsD  
    0 D^d-R,  
    9*s''=  
    FOV:−20°×0° *}fs@"S   
    B=dF\.&Z  
     TA;r  
    ',Y`XP"Q  
    FOV:20°×0° VF#2I %R*  
    r?cDyQE  
    O7<--  
    z!`aJE/  
    VirtualLab Fusion技术 q8DSKi  
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