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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 k:@a[qnY  
    9 <y/Wv  
    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。 "bL P3  
    lrM.RM96  
    +*WUH513  
    g4?Q.'dZr  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 "87O4 #$  
    8.6no  
    EG8%~k+R  
    ZK W@pW]U  
    任务描述 q=(M!9cE  
    q_OY sg  
    5VCMpy  
    R V_MWv  
    光导元件 btJ,dpir  
    }?\#_BCjx(  
    9J't[( u|u  
    /r #b  
    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。 WoC\a^V  
    ^' edE5  
    $fq-wl-=  
    E,"b*l.  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 /S-/SF:>g  
    T +|J19  
    hnM9-hqm  
    .2 N_?  
    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。 E1mI Xd;.  
    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。 xF\}.OfWG  
    BVwRPt  
    Fj4l %=  
    ;@h'Mb  
    出瞳扩展器(EPE)区域 IeqWR4Y  
    )j)y5_m  
    MZ >0K  
    =]2RC1#}e  
    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: W? 6  
    ys~p(  
    Y_aP:+  
    <7sF<KD  
    设计&分析工具 q^T&A[hMPx  
    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。 t6H2tP\AS  
    - 光导布局设计工具: 7oqn;6<[>,  
    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。 sbq44L)  
    - k域布局工具。 R+@sHsZ@  
    分析你的设计的耦合条件。  HC<BGIgL  
    - 尺寸和光栅分析工具。 JXZ:Wg  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 |tolgdj  
    Xy KKD&j  
    eW }jS/g`  
    K_w0+oY a  
    总结-元件 $HR(|{piZ  
    "cz]bCr8  
    Hi4@!]  
    SjNwT[.nr7  
    <|>:UGAR  
    [K|>s(Sf*  
    结果:系统中的光线 M%Kx{*aw&  
    G3^n_]Jb  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: .ON$vn7  
    *Tlws  
    1dgN10  
    Z:o' +oh  
    所有在光导内传播的光线: Kw5+4R(5  
    bQ:3G;  
    #\!hBL @b  
    ~]t2?SqNm  
    FOV:0°×0° (w7cdqe  
    q_m#BE;t  
    uBL~AC3>O  
    f^yLwRUD  
    FOV:−20°×0° JD\-X(O  
    *MyS7<  
    \5L4*  
    uhN(`E@  
    FOV:20°×0° ?RjKP3P  
    ~ @"Qm;} "  
    (L6]uNOG  
    !?>p]0*<  
    VirtualLab Fusion技术 =*)O80oaW  
    [2fiHE  
    vEee/+1?  
     
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