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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 j}VOr >xz  
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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。 ?s?uoZ /2  
    DY07?x7  
    mCE})S  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 6)3eB{$;  
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    任务描述 gU~)(|Nu.  
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    光导元件 R:xmcUq} (  
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    lC4By,1*  
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    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。 :I $2[K  
    G 6, 8Xwk  
    sXa8(xc  
    NN:TT\!v  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 e)xWQ=,C  
    C5M-MZaS  
    1v4kN -  
    mTPj@F>  
    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。 D1n2Z :9  
    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。 PGKXzp'  
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    10J*S[n1  
    #K l2K4  
    出瞳扩展器(EPE)区域 mqHt%RX  
    !LJ.L?9qw  
    qL P +@wbJ  
    #TgJ d  
    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: K7.<,E"M.  
    PsgzDhRv  
    KR}0(,Y  
    wuk7mIJ  
    设计&分析工具 }j?S?=;m=  
    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。 -!0LIr:"  
    - 光导布局设计工具: vO_quQ[.  
    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。 \zi3.;9|;  
    - k域布局工具。 p.9v<I%0  
    分析你的设计的耦合条件。 8j'*IRj*q  
    - 尺寸和光栅分析工具。 ?lK!OyCkc  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ay_D.gxz  
    JB+pFBeY  
    9^^#I ~-  
    $dP)8_Z2  
    总结-元件 YfPo"uxx  
    gQuw|u  
    !I[n|r"  
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    gDub+^ye>/  
    >, E$bm2  
    结果:系统中的光线 Q:gn>/  
    .m?~TOR  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: qN[7zsaj  
    <L~xR5  
    H g`{9v  
    H/k W :k  
    所有在光导内传播的光线: (U_Q7hja?  
    'pY;]^M  
    ~ ZL`E  
    Z0eBx  
    FOV:0°×0° mi<D bnou  
    9|?Lz  
    !B lk=L+p  
    CFm1c1%Hg  
    FOV:−20°×0°  |{)xC=  
    el?V2v[  
    2<G1'7)  
    ,-3(^d\1F  
    FOV:20°×0° @$P!#z  
    Tr0V6TS7  
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    LU,"i^T  
    VirtualLab Fusion技术 <aaDW  
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