La Guía de onda óptica, considerada una opción óptica obligatoria para las gafas ar de grado de consumo debido a sus características ligeras y de alta penetración de la luz externa, se desanima por su alto precio y umbral tecnológico.
¿Entonces, ¿ cómo funciona la Guía de onda óptica? ¿¿ cuál es la diferencia entre la Guía de onda óptica de matriz, la Guía de onda óptica geométrica, la Guía de onda óptica difractada, la Guía de onda óptica holográfica y la Guía de onda óptica multicapa? ¿¿ cómo ha cambiado paso a paso el patrón del mercado de gafas ar? ¿¿ qué tecnología de guía de onda óptica somos más optimistas y por qué?
A continuación, deja que Li kun, científico de investigación óptica rokid R - LAB y Doctor en el Departamento de ingeniería electrónica de la Universidad de california, berkeley, te hable.
I. guía de onda óptica, un esquema óptico nacido para las necesidades de gafas ar
La realidad aumentada (ar) y la realidad virtual (vr) son campos científicos y tecnológicos que han atraído mucha atención en los últimos años. sus sistemas de visualización cercana a los ojos forman imágenes virtuales distantes y las proyectan a los ojos humanos a través de una serie de elementos de imagen óptica.
La diferencia es que las gafas ar requieren perspectiva, tanto para ver el mundo exterior real como para ver la información virtual, por lo que el sistema de imágenes no puede bloquear la vista. Esto requiere agregar uno o un grupo más de combinadores ópticos para integrar la información virtual y la escena real en una forma "en cascada", complementándose y "mejorando" mutuamente.
Figura 1. A) esquema del sistema de visualización ocular cercana de realidad virtual (vr); B) esquema del sistema de visualización ocular cercana de realidad aumentada (ar). NED： Pantalla de ojos cercanos (near - eye display, conocido como ned)
El sistema de visualización óptica del dispositivo ar suele estar compuesto por una pantalla en miniatura y elementos ópticos. En resumen, los sistemas de visualización utilizados actualmente en las gafas ar en el mercado son varias pantallas y prismas en miniatura, superficies libres, BirdBath、 Las combinaciones de elementos ópticos como guías de onda ópticas, en las que las diferencias entre las combinaciones ópticas, son partes clave para distinguir los sistemas de visualización ar.
Pantalla en miniatura para proporcionar contenido de visualización al dispositivo. Puede ser un dispositivo activo de autoiluminación, como un panel de diodos emisores de luz como micro - OLED y el ahora popular micro - led, o puede ser una pantalla LCD que requiere iluminación de una fuente de luz externa (incluyendo LCD transparente y lcos reflexivos), así como una matriz digital de microscopios (dmd, es decir, el núcleo de dlp) y un escáner de haz láser (lbs) basado en la tecnología de Sistemas microelectromecánicos (microelectromecánicos).
Aquí se hace una simple clasificación del sistema de visualización óptica ar y un ejemplo de producto:
Obviamente, el esquema óptico perfecto aún no ha aparecido para tener el estado actual de cientos de disputas y flores en el mercado, lo que requiere que los diseñadores de productos de gafas ar sopesen y elijan de acuerdo con los escenarios de aplicación, el posicionamiento del producto, etc.
Creemos que el esquema de guía de onda óptica tiene el mejor potencial de desarrollo en términos de efectos ópticos, morfología y perspectivas de producción en masa, y puede ser la mejor opción para llevar las gafas ar al nivel de consumo.
2. cómo funciona la Guía de onda óptica
En los elementos de imagen óptica mencionados anteriormente,Material de blindaje de guía de onda ópticaLa tecnología es un componente óptico más característico nacido en respuesta a las necesidades de las gafas ar, considerado como una opción óptica obligatoria para las gafas ar de grado de consumo debido a su delgadez y las características de alta penetración de la luz externa, y con la adopción y producción en masa de guías de onda ópticas por dos generaciones de productos Microsoft hollens y dispositivos como Magic LEAP one, el calor de la discusión sobre guías de onda ópticas también continúa aumentando.
De hecho, la tecnología de guía de onda no es un invento nuevo. en el sistema de comunicación óptica con el que estamos familiarizados, las fibras ópticas utilizadas para transmitir señales forman innumerables cables submarinos de fibra óptica que conectan el otro lado del océano. es una especie de guía de onda, pero transmite luz de banda infrarroja que no podemos ver.
En las gafas ar, para que la luz no se pierda ni se filtre durante la transmisión, la "reflexión total" es la clave, es decir, la luz avanza a través de la reflexión de ida y vuelta en la Guía de onda como una serpiente nadadora y no se transmite.
En pocas palabras, alcanzar el reflejo total requiere cumplir dos condiciones:
(1) el medio de transmisión, es decir, el material de guía de onda, debe tener un índice de refracción más alto que el medio circundante (n1 > n2 como se muestra en la figura 2);
(2) el ángulo de incidencia de la luz que entra en la Guía de onda debe ser mayor que el ángulo crítico Theta c.
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