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柯盛行 首頁>新聞動態

AR顯示光學測試系統賦能穿戴設備和光波導技術革新

隨著視頻游戲,娛樂和在線會議的興起,AR(增強現實)技術已被創意產業廣泛使用,特別是Covid-19爆發后,社交網絡應用于教育、醫療和工業領域的在線會議和在線課程迅速發展,為AR眼鏡應用提供了廣闊的前景。

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增強現實市場趨勢 | 圖片來源:Yole


同時,得益于微型顯示器和AR眼鏡中的光波導器件,AR技術的演進日新月異,圖像質量變得更好,穿戴設備重量變得更輕。諸如智能眼鏡之類的增強現實(AR)可穿戴設備使用戶能夠看到虛擬世界生成的圖像。


隨著AR在移動技術領域的突破,市場上資金投入推動不同AR眼鏡產品研究和量產。在消費端市場上我們可以看到不斷有新品發布,AR眼鏡OEM廠商要求對每款產品的規格進行橫向對比,他們也有興趣了解同類產品的成像質量標稱參數。


我們聽說過很多案例中都要求AR眼鏡在Eyebox,視距,FOV和圖像失真方面進行測量,因為客戶希望借此驗證其產品規格,并了解供應商所提供的DOE是否可以滿足實際規格所提供的成像效果。因此,光波導設計組件是AR眼鏡顯示圖像評價的重要部分。

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ProMetric與TT-AR/VR測試AR眼鏡中的圖案


人們普遍認為,光波導是實現經濟型的增強現實(AR)/混合現實(MR)設備的最有前途的方法之一,該設備結合了較小的外形尺寸及無可比擬的圖像質量,可提供完整的沉浸式用戶體驗??捎糜谥谱鰽R可穿戴設備的多種光學結構——波導、反射組合器和分束器。每一種架構在外形(尺寸和重量)、視覺舒適度、光學質量和成本方面都有不同程度的優勢。在所有這些領域中,現有的架構都需要權衡利弊,否則無法發揮優勢。便攜和輕便的外形是能否被市場廣泛采用的關鍵因素,光波導的光路設計是其中的優勢所在。運用高質量和高折射率玻璃可實現更廣的視野FOV,并增強可穿戴設備的光導效果。

為了實現與真實環境混合的虛擬組件,有必要在設計光學系統時考慮到瞳孔大小,虛像,到眼睛的光學距離(視距),圖像放大率和視野。由于使用了諸如反射鏡和分束器之類的光學元件,使得整個器件變得笨重,很難在狹小的空間內安裝各種元件。衍射器件DOE是AR顯示器中使用較廣泛的器件結構之一。在此情況下,入射光波通過第一傾斜光柵準直以一定的角度入射,進入光感耦合器,經多重折射,通過第二傾斜光柵射出射入瞳。這種結構最重要的部分是輸入和輸出的光感耦合器,它是由具有高精度的納米光柵衍射光學器件(DOE)制成的。DOE和HOE是目前??吹酱┐髟O備所采用的兩類光導技術。

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高折射率玻璃晶片在DOE和HOE中的應用價值 | 圖片來源:Yole


另一方面,產品開發人員也在考慮采用全息光柵(HOE)的可能性。全息波導結構與衍射波導類似,是以全息光學器件(HOE)作為光路輸入和輸出的耦合器。


HOE(全息光學器件)通常做在感光薄膜材料上,由多個全息圖記錄在同一底片,可得到空間重疊的全息光學圖像。全息光柵是兩相干平面波干涉而成的全息圖,具有質量輕、成本低,用于單色光或窄光譜成像較優的特點。


無論使用哪種波導,柯尼卡美能達及子公司Radiant Vision Systems的解決方案都可以作為光波導設計人員和AR眼鏡組裝最終評估的選擇。

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