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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 [?)He} _L  
    1Msc:7:L  
    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。 O+~@ S~  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 _^F%$K6  
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    $ Vsf? ID  
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    任务描述 Gn% k#  
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    光导元件 0-Wv$o[  
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    :U'Oc3l#Y  
    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。 x\5\KGw16  
    |<LW(,|A  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 WAGU|t#."  
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     `=I@W  
    <A] Kg  
    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。 )AAPT7!U  
    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。 6 $+b2&V  
    }A7 ] bd  
    l>@){zxL  
    ztV%W6  
    出瞳扩展器(EPE)区域 ,Z[pLF  
    xGK"`\V  
    b!z=:  
    h.aXW]]}(P  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: cb_nlG!  
    X@@7Qk  
    +J:wAmY4  
    6b h.5|  
    设计&分析工具 B..> *Xb  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 ]goPjfWvU"  
    - 光导布局设计工具: n`|CD Kb  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 8Y~\:3&1<  
    - k域布局工具。 dqw0ns.2  
    分析你的设计的耦合条件。 :n$?wp  
    - 尺寸和光栅分析工具。 O[HBw~  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 Qy| 6A@  
    =b#,OXQ  
    NE-c[|rq  
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    总结-元件 5m rkw  
    Trml?zexD  
    w)%/Me3o  
    WizVw&Iv  
    3qwSm <  
    Rc`zt7hbJ  
    结果:系统中的光线 $WZHkV  
    E>`gj~  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: $R/@%U)-o  
    C )+%9Edg  
    <l^#FH  
    &uG@I=}TIY  
    所有在光导内传播的光线: Yj>ezFo  
    8fQaMn4V  
    87:V-*8  
    WlnS.P\+E  
    FOV:0°×0° "$N 4S9U  
    oJVpJA0IA  
    6g%~~hX  
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    FOV:−20°×0° to;cF6X  
    zirnur1  
    `Bv, :i  
    %51HJB}C]  
    FOV:20°×0° MHAWnH8  
    ,:?=j80m  
    OT}^dPQe  
    hO4* X  
    VirtualLab Fusion技术 ,PZ[CX;H@  
    \$D41_Wt|  
     
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