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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: 01-22
    摘要 S{F-ttS"  
    UyYfpL"$A"  
    在为增强和混合现实(AR&MR)应用设计光波导设备的过程中,所提供的视场(FOV)等参数是主要的兴趣所在。为了突破可实现的最大视场的极限,人们研究了各种方法,例如在从入射耦合到出射耦合的传播过程中分割视场的系统。一个非常流行的方法是所谓的 "蝴蝶出瞳扩展",即在FOV的正负部分使用两个独立的EPE光栅区域,这也被应用于微软的Hololens2。在这份文件中,我们展示了在VirtualLab Fusion中实现这样一个EPE概念,它基于微软的US9791703B1专利。 H{ M)-  
    =?}twC$  
    )9"oL!2h  
    U SOKDDm  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 U0B2WmT~Q  
    eOO+>%Z  
    TT!ET<ciN  
    .,2V5D-${  
    任务描述 jjOgG-Q  
    A//?6O Jx?  
    8Vl!|\x5  
    >}+Q:iNQ)2  
    光导元件 ]o.vB}WsY  
    V%L/8Q~  
    0O@_ cW  
    X'sEE  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 Ayx^Wp*s  
    R zR?&J  
    8m=Z|"H@  
    H>7dND 2;  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 AMlV%U#  
    sLh0&R7   
    =iz,S:[  
    9G+f/k,P  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 Evu=M-?  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 M8W#io  
    .CV _\  
    `"y`AY/N  
    9w ~cvlv[  
    出瞳扩展器(EPE)区域 NGzgLSm\  
    "ORzWnE4U  
    V% axeqs  
    cf8-]G?tK  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: - V) R<  
    D5]{2z}k  
    lglYJ,  
    ;b~~s.+  
    设计&分析工具 CmC0k-%w  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 BA+_C]%ZJ  
    - 光导布局设计工具: ," R>}kPli  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 Pn WD}'0V  
    - k域布局工具。 D[Iq n  
    分析你的设计的耦合条件。 Vu]h4S:  
    - 尺寸和光栅分析工具。 +$pJ5+v  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 YB!!/ SX4  
    Wc'Ehyi;  
    %`\]Y']R  
    v[#)GB _5  
    总结-元件 9{eBgdC  
    /8eW@IO.F  
    jMU9{Si  
    HhSjR%6HY;  
    1bRL"{m^)-  
    {yq8<?  
    结果:系统中的光线 kL7^$  
    K5flit4-  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: k i4f*Ej  
    1D1b"o  
    *SZ>upg  
    a-PGW2G  
    所有在光导内传播的光线: YFx=b!/ s  
    njMLyT($  
    5u,sx664  
    YvTA+yL  
    FOV:0°×0° { /<4'B  
    =lrN'$z?%  
    OV|Z=EwJ  
    79tJV  
    FOV:−20°×0° E~He~wHWe  
    && C~@WY,r  
    t<lyg0f  
    wo(j}O-  
    FOV:20°×0° G%OpO.Wf  
    oQvFrSz  
    4A~)b"j5  
    \Da~p9 T&  
    VirtualLab Fusion技术 Y'_ D<Mp  
    cEi<}9r  
    F*<Ws;j  
     
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