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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 S}Wj.l+F  
    ;rL>{UhG  
    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。 J1(SL~e],  
    J[l7p6xk  
    ]lKUpsQI  
    H5d@TB, `  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 z4D)Xy"/  
    `&x>2FJ  
    ABoB=0.l  
    i;~.kgtq4  
    任务描述 ~ 1TT?H  
    !lg_zAV  
    M3UC9t9]  
    ?r|iZKa  
    光导元件 ;C=d( pY  
    8)iI=,T*  
    ._p2"<  
    >P(.yQ8&kL  
    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。 z+oy#p6+F.  
    19R~&E's  
    ~b *|V  
    q}jh>`d  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 _0 4 3,  
    L}Sb0 o.  
    LsGO~EiJ  
    t^B s3;E^  
    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。 A]QGaWK  
    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。 EpACd8Fb  
    )]w&DNc  
    07qjWo/t  
    9`qw,X&AK_  
    出瞳扩展器(EPE)区域 BJHWx,v  
    GZ5DI+3  
    i\ 7JQZ  
    '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: qldm"Ul  
    pdN8 hJ  
    !+Cc^{  
    +#>nOn(B  
    设计&分析工具 vfT @;`  
    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。 Xeja\5zB  
    - 光导布局设计工具: {LKW%G7  
    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。 9;*B*S~znW  
    - k域布局工具。 LhF;A~L  
    分析你的设计的耦合条件。 _W Hi<,-  
    - 尺寸和光栅分析工具。 sjLm-pn3  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 qOD^ P  
    Mf5*Wjz.Mc  
    |w~*p N0  
    s 64@<oU<"  
    总结-元件 @QpL*F  
    V.RG= TVS  
    wY`yP!xO  
    xJ|3}o:,  
    xi]qdiA  
    S;vE %  
    结果:系统中的光线 u*ZRU 4 U  
    eJB !|  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: l0m\2Ttf  
    1%YjY"j+  
    e7<//~W7W  
    e>Vr#a4  
    所有在光导内传播的光线: \@6nRs8b|N  
    i>n.r_!E  
    ^ $M@yWX6  
    @iZ"I i&+  
    FOV:0°×0° u; xl}  
    (Yzy;"iAu  
    KKR@u(+"a  
    Zc"Vf]:  
    FOV:−20°×0° { jnQoxN  
    N`tBDl"ld  
    L~yu  
    }t tiL  
    FOV:20°×0° 8*nl Wl9qo  
    WKf->W  
    b_&;i4[  
    LFsrqdzJ  
    VirtualLab Fusion技术 TO.71x|  
    " h,<PF  
     
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