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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 d N$,AOT  
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    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。 !6l*Jc3  
    qW`?,N)r  
    Cv@)tb  
    HB{'MBs  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 bZ_TW9mq  
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    任务描述 2]<.m]  
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    Ta[\BWR2  
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    光导元件 J?dLI_{ <  
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    l2kGFgc  
    ~8yh,U  
    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。 sQJGwZ 7  
    |j-ng;  
    T9I$6HAi  
    S43JaSw)  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 B]H8^  
    WQ}wQ:]  
    Rpv[rvK'  
    5.*,IedY  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 *FktI\tS  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 -|Zzs4bx  
    lm 96:S  
    %S"85#R5E  
    2l O(f+  
    出瞳扩展器(EPE)区域 641P)  
    8]Tv1Wc  
    */l;e<E  
    _U}vKm  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: NhCucSU<K  
    I/XSW#  
    9=~ZA{0J  
    1f<R,>  
    设计&分析工具 e6>G8d  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 N[e,%heR  
    - 光导布局设计工具: gHp*QL\?9  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 ZMb+sUK  
    - k域布局工具。 Q"ZpT  
    分析你的设计的耦合条件。 *V%"q|L8  
    - 尺寸和光栅分析工具。 >x JzV  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 '9Z`y_~)G  
    `hZh}K^  
     =aZ d>{Y  
    =T,Q7Dh  
    总结-元件 AU3Rz&~  
    5XUm}D$  
    VaY#_80$s  
    )\#*~73  
    p X{wEc6}  
    L?j0t*do  
    结果:系统中的光线 v>#Njgo  
    P,ueLG=  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: N?ccG\t  
    3fhY+$tq  
    {KNaJ/:>W  
    J<;io!  
    所有在光导内传播的光线: xy7A^7Li  
    )b #5rQ  
    Tj#S')s8  
    ~c35Y9-5  
    FOV:0°×0° ?!P0UTe~  
    J`U]Ux/L  
    xeSch?}  
    6X*vCylI  
    FOV:−20°×0° >) u;X  
    BV B2$&eJ  
    (|K+1R  
    PPB/-F]rr  
    FOV:20°×0° hm1s~@oEm  
    XnZ$ %?$  
    FC] *^B  
    A.vAk''(}+  
    VirtualLab Fusion技术 Tse#{  
    Gu*y7I8  
     
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