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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 !YCus;B~  
    m:A1wL4c6  
    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。 IU*w 'a  
    K)d]3V!  
    DRUvQf  
    /o)o7$6Q  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Y']D_\y  
    uqMe %  
    6 s$jt-bH  
    MU/3**zoW  
    任务描述 !<P|:Oo*Dl  
    E")g1xGaK  
    KnjowK  
    Xzp!X({   
    光导元件 ca{u"n  
    ^Td_B03)  
    PF4"J^V  
    +~~&FO2  
    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。 CS<,qvLpL  
    3?rYt:Uf!  
    ZC\&n4~7  
    ZLRAiL  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 M((]> *g  
    n,E =eNc  
    e<;^P(g`E  
    SpB\kC"K  
    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。 W$X@DXT=o  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 fEB>3hI  
    6mH --!j  
    =gjq@N]lAW  
    m.K@g1G  
    出瞳扩展器(EPE)区域 =vaC?d3   
    h/t{= @ .5  
    Zoi\r  
    j$z<wR7j0  
    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: X/D^?BKC  
    .9Y,N&V<H  
    | <q9Ee  
    K3Wh F  
    设计&分析工具 T .57Okp  
    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。 Gc'CS_L  
    - 光导布局设计工具: ]S=AO/'  
    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。 wCwJ#-z.=  
    - k域布局工具。 !7KSNwGu  
    分析你的设计的耦合条件。 MzY~-74aF  
    - 尺寸和光栅分析工具。 cxNb!G  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 N4wv'OrL]  
    xp4w9.X5(  
    L:(>ON  
    7 q%|-`#  
    总结-元件 *61+Fzr  
    d\R]>  
    Y8Bc &q}  
    JF vVRGWB  
    TC=djC4$/  
    NPL(5@  
    结果:系统中的光线 2'38(wXn#  
    d0;$k,  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: Y)-)owx7  
    6^oQ8unmS  
    g@<E0 q&`$  
    4K(AXk  
    所有在光导内传播的光线: *,UD&N_)*6  
    pnvHh0ck_  
    WI?iz-,](  
    4a&*?=GG  
    FOV:0°×0° ,.cNs5 [t  
    U%7| iK  
    |9;6Cp  
    9 NO^ '  
    FOV:−20°×0° &7{/ x~S{  
    4r&S&^  
    x*EzX4$x  
    $8{|25 *E  
    FOV:20°×0° d=TZaVL$$  
    Zj*kHjn"  
    scff WqEo  
    : *~}\M*  
    VirtualLab Fusion技术 2 f" =f^rf  
    rT2gX^Mj&  
     
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