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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 ;r']"JmF,  
    &#l M$7/  
    在为增强和混合现实(AR&MR)应用设计光波导设备的过程中,所提供的视场(FOV)等参数是主要的兴趣所在。为了突破可实现的最大视场的极限,人们研究了各种方法,例如在从入射耦合到出射耦合的传播过程中分割视场的系统。一个非常流行的方法是所谓的 "蝴蝶出瞳扩展",即在FOV的正负部分使用两个独立的EPE光栅区域,这也被应用于微软的Hololens2。在这份文件中,我们展示了在VirtualLab Fusion中实现这样一个EPE概念,它基于微软的US9791703B1专利。 Wwz{98,K  
    F/Xhm91 ^  
    =g:\R$lQ  
    .9ne'Ta  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 I1,?qr"Zr  
    9^tyjX2  
    plq\D.C  
    ghl9gFFj  
    任务描述 LmE-&  
    sBwgl9  
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    x@=7M'vr%  
    光导元件 hGeRM4zVZZ  
    $&!U&uMt  
    eMwf'*#  
    'Vd>"ti  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 ^BZdR<;  
    8 _J:Yg  
    21qhlkdc  
    ]nh)FMo  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 ;z68`P-  
    ]2jnY&a5  
    809-p_)B  
    ;/.ZYTD  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 sAb|]Q((  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 3A5" %  
    jv ";?*I6.  
    qA30G~S  
    RUEU n  
    出瞳扩展器(EPE)区域 ]x|sT Kv2  
    !v-(O"a  
    ?S_S.Bd  
    v:chr$>j5  
    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: - M]C-$  
    ;3!TOY"j;e  
    -[=`bHo  
    PJLA^eC7>  
    设计&分析工具 1gC=xMAT  
    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。 7"NUof?i  
    - 光导布局设计工具: MAXdgL[]  
    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。 4{Iz\:G:{/  
    - k域布局工具。 }Y[.h=X  
    分析你的设计的耦合条件。 vv u((b  
    - 尺寸和光栅分析工具。 F~B8XUa3  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 _AFgx8  
    pnD#RvmW2e  
    [;(| ^0  
    SG~R!kN}Q  
    总结-元件 iG ;6e~p  
    C8?/$1|RL  
    Jd |hwvwFe  
    Pw")|85  
    <AVpFy  
    @*oi1_q  
    结果:系统中的光线 DeUDZL%/  
    &~j"3G;e  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: mp#5V c  
    ()7=(<x{  
    aU3&=aN+  
    [L8gG.wy  
    所有在光导内传播的光线: sJ,zB[e8  
    T:si?7CR  
    eaI&DP  
    Cc^t&Eg  
    FOV:0°×0° R\<^A~(Gl  
    Z5+0?X0i  
    = *sP, 6  
    pY2nv/  
    FOV:−20°×0° s:jwwE2  
    htjJ0>&  
    W?$ ImW  
    p\(%bO   
    FOV:20°×0° A%9"7]:   
    )P$ IXA\  
    DI*xf Kt  
    wj/r)rv E  
    VirtualLab Fusion技术 OvFZ&S[  
    Hi ?],5,/  
     
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