在天博综合体育中国官方网站/VR中获取全局

用高折射率波导制成的显示器提供了更大的视野,提供了更加沉浸式的用户体验。

 

2月7日,2024年coherent

天博综合体育中国官方网站和VR

还记得第一批砖块的手机,并且易于容易吗?现在,它们是时尚,有力的奇迹,我们都没有偶尔就滑入口袋或钱包,没有任何想法。

增强现实(天博综合体育中国官方网站)护目镜有望进行类似的转换,其目标是变得像传统眼镜一样舒适且易于佩戴。微处理器,传感器和连接性的进步已经结合在一起,以支持这一演变。 

,但是天博综合体育中国官方网站设备仍然存在的最重要的技术挑战之一是显示本身。具体来说,问题是创建显示出满足人类视觉系统的严格性能要求的显示,同时仍然很小且轻巧。当然,这是经济的生产。 

 

天博综合体育中国官方网站耳机设计目标

实现所有这些要求天博综合体育中国官方网站显示设计师一次达到几个不同的目标。首先,天博综合体育中国官方网站护目镜的整体尺寸,重量和重中心必须使其足够舒适,可以长时间佩戴。 

接下来,显示显示器的视觉特征有几个重要要求。我们可能只是将其中一些东西分组在一起,以“脆性”的标签。这包括诸如角度分辨率和填充因子(像素之间的空白)之类的属性。颜色域和颜色精度也是考虑因素。 

加上显示屏的立体方面。也就是说,耳机显示的对象的明显大小,距离和位置有必要与现实世界的直接视图正确匹配。随着佩戴者或外部物体的移动,显示屏需要足够快地更新。 

易于融合立体图像的易于融合(这是由显示由显示的单独的左右眼视图在大脑中创建的)也很重要,因为这几乎立即引起大多数人群的眼睛疲劳和不适。如果您不相信这一点,请问人们对3D电影的看法。 

围绕“沉浸式”的概念还有其他一些关键注意事项。具体来说,随着显示屏覆盖更多佩戴者的视野,沉浸式增长会增加。从技术上讲,这被称为显示视野(FOV)。同样重要的是要注意,消费者天博综合体育中国官方网站护目镜需要满足所有这些要求的所有这些要求,这些人口范围很广,并且眼睛分离距离(称为次小距离距离或IPD)。  

 

波导显示承诺

在我们的中详细介绍有关天博综合体育中国官方网站技术的上一篇文章,天博综合体育中国官方网站耳机的特殊挑战是显示器不会直接坐在观看者眼前。相比之下,在VR耳机中,观看器直接浏览显示屏,并且光学器件可用于使其显得更远且更大。但是,从光学上讲,这是一个相对简单的任务。

天博综合体育中国官方网站耳机光学器件必须使用透明的组件,称为“光学组合器”,该组件从外部传输光线,以使用户可以直接查看现实世界。另外,它必须将发动机输出从边缘传播到组合仪的中心,然后将其重定向到观看者的眼睛。这样,计算机生成的图像似乎覆盖在现实世界的观点上。这比VR耳机光学器件执行的任务要复杂得多。 

已经开发了各种非常聪明的光学系统来做到这一点,而Plan天博综合体育中国官方网站 WaveGuides是当前使用的最有前途的技术之一。平面波导就像一个微小的透明通道,可以将光线从显示引擎转到观众的眼睛。波导通过使用“总内部反射”(TIR)的现象包含在自身内部的光,该现象与光纤中使用的原理相同。

TIR发生在光线从较密集的材料(如玻璃)变成较少密度的介质(如空气)时。发生这种情况时,光线会折射 - 它会改变方向。折射是镜头的工作方式。 

,但是,如果灯光以足够大的角度撞击两种材料之间的边界,则将完全反射回去;它根本不会退出材料。光无法退出材料的角度称为“临界角度”。

 

光线将材料退出空气

将材料退出空气中的光线被折射(更改方向)。但是,在较大的刻板角度上,它们完全反射回材料,根本不会逃脱。材料的折射率越高,这种效果开始发生的角度越小。

 

 

要在天博综合体育中国官方网站护目镜中利用此现象,试想一下,“耦合器”可以以大于临界角度将显示引擎的光线从显示引擎引入波导中。然后,光将在此玻璃杯内传播,并由Tir含有。在组合制剂的中心,光遇到了一个“外耦合器”。这使其可以被提取并针对观众的眼睛。  

 

基于波导的天博综合体育中国官方网站耳机

在基于波导的天博综合体育中国官方网站耳机中,使用框架内将显示器引入边缘附近的波导。然后,它使用TIR穿过波导,当它到达观看者眼前的点时,它会耦合。

 

实际制作这样的波导,涉及大量的技术和精致。但是它们确实有效并且已经在使用。 

波导的好处是,它们产生的耳机开始看起来和感觉非常像常规玻璃。这使我们朝着拥有足够小,轻巧且易于使用的产品以获得广泛的消费者接受的目标。 

 

改变游戏的波导材料

WaveGuides由于TIR而起作用,这是一件重要的事情。也就是说,随着材料折射率的增加,对于较小角度撞击表面的光线会发生TIR。这意味着它们会在更广泛的角范围内反射。

这意味着在波导中使用较高的折射率材料使其能够实现更广泛的视野。 FOV是产生天博综合体育中国官方网站系统设计师正在努力实现的沉浸式体验的关键。 

 

低与折射率的低索引

由具有较高折射率索引的材料制成的波导,可以将较大的视野传递给观众,从而增强沉浸式。

 

问题是传统光镜的折射率严重限制了刚刚描述的波导类型可实现的FOV。玻璃制造商的反应是开发较高的指数材料。他们做得令人印象深刻。但是他们无法克服材料的基本限制。目前,玻璃可实现的最高折射率约为2.0。  

,但是除了玻璃以外,还有其他材料传递可见光。其中一些具有更高的折射率,以及其他理想的物理特性。其中两个是结晶材料 -Niobate锂(linbo₃),其索引为2.3和硅碳化物(SIC),其索引为2.7。  

图中显示了波导折射率和显示FOV之间的理论关系。 SIC承诺甚至使用最高的索引玻璃即可将可能的显示FOV加倍。这使其成为天博综合体育中国官方网站 Goggle Designer的游戏规则改变者。 

 

显示视野和波导折射索引的关系

波导材料折射率与天博综合体育中国官方网站显示的最大可能FOV之间的理论关系。 Linbo₃和SIC都对玻璃材料提供了巨大的收益。

 

除了更大的FOV外,高索引材料还有另一个优势。当前的波导设计通常使用两个或三个单独的眼镜 - 每种颜色一种(或两种颜色)。特别是SIC的较高指数提供了将所有三个彩色通道(红色,绿色和蓝色)组合到单个波导中的可能性。这将在耳机尺寸,重量和成本方面有很大的改善。另外,SIC是一种非常强大且轻巧的材料。

Linbo₃和SIC都提供了比高点玻璃的实用和性能优势,但它们的成本也更高。另一方面,它们的使用可以降低整体系统和制造复杂性,从而降低生产成本。 

Coherent认为这些材料可以使新一代的天博综合体育中国官方网站设备对消费者具有令人信服的成本效益比。我们已经是两种材料的垂直整合的制造商 - 从晶体生长到底物制造。而且,我们也可以制造其他波导组件,包括衍射耦合器和光学涂层。另外,我们所有的制造过程均可扩展到大格式和大量。我们准备与天博综合体育中国官方网站系统设计师合作,根据这些材料开发波导显示器,然后可靠地支持它们在数量生产中。 

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