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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 .Np!Qp1*  
    `8TL*.9  
    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。 P(3$XMx  
    6 \ %#=GG  
    2d<`dQY{l3  
    $. sTb  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Tc|+:Usy  
    G {a;s-OA3  
    Rn{X+b.  
    W;U<,g '  
    任务描述 "IWL& cH3  
    d ;,C[&  
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    ^Nysx ~6  
    光导元件 5 L-6@@/  
    y@Td]6|f  
    [kPl7[OL  
    w2K>k/v{-  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 cO-^#di  
    C.se/\PE  
    0f;|0siTAm  
    t,kai6UM  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 lO}I>yo}\  
    RVpo,;:  
    ff aMF~+  
    }q?q)cG  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 8{Vt8>4  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 pz.fZV  
    Tb] h<S  
    %B| Ca&  
    YCyh+%Q(  
    出瞳扩展器(EPE)区域 VxU{ZD~<Z"  
    VZ2CWE)t  
    |s!n7%|,7  
    `<% w4 E  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: ZPHatC  
    \r &(l1R  
    [Fr <tKtB  
    qc6d,z/  
    设计&分析工具 ^5-SL?E  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。  f^[m~  
    - 光导布局设计工具: Nh6!h%  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 0EC/l OS  
    - k域布局工具。 ,4(m.P10  
    分析你的设计的耦合条件。 ''.\DC~K  
    - 尺寸和光栅分析工具。 &3P"l.j  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 )U{IQE;T#  
    K!gocNOf  
    `L.nj6F  
    &=lh Kt  
    总结-元件 ket"fXqJX  
    S#\Cyn2(t  
    +^%0/0e  
    z>spRl,dr  
    kX:8sbZ##4  
    H7Pw>Ta ;  
    结果:系统中的光线 No]#RvEd3  
    *(nu0  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: E |=]k  
    w.Go]dpK  
    (z%OK[  
    =%+xNOdN7?  
    所有在光导内传播的光线: qn` \g  
    qvRs1yr?q  
    G\*`%B_ n  
    8b+%:eJ  
    FOV:0°×0° l D]?9K29  
    ;oRgg'k<  
    >+*lG>!z  
    -4S4I  
    FOV:−20°×0° IVG77+O# }  
    M =GF@C;b  
    e`% <D[-  
    alZ83^YN'  
    FOV:20°×0° iM{cr&0  
    -M`+hVs?  
    5K$d4KT  
    BU%gXr4Ra  
    VirtualLab Fusion技术 "^Vfo$q  
    #vT~D>zj  
     
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