ከጠቅላላ የውስጥ ነጸብራቅ ወደ ሲሲ ሞገድ መመሪያዎች፡ የኤአር መነጽሮች እንዴት በማሳያ ኦፕቲክስ ጠርሙሶች በኩል ይሰበራሉ

ለአር መነፅር ዋና ቴክኒካል መሰናክሎች አንዱ ማይክሮ ማሳያው ራሱ ብቻ ሳይሆን ይልቁንም ጥራት ባለው የቨርቹዋል ምስሎች ላይ በግልፅ ሌንሶች ላይ በእውነተኛው አለም ላይ ተደራቢ ለማድረግ የጨረር ሞገድ መመሪያዎችን እንዴት መጠቀም እንደሚቻል ነው።

የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎች ብርሃንን ከአንድ ጫፍ ወደ ሌላው በጥቂት ሚሊሜትር ውፍረት ውስጥ ማስተላለፍ አለባቸው, በተመሳሳይ ጊዜ አንድ አይነት የብርሃን ውፅዓት እና ትክክለኛ ወደ ሰው ዓይን ማድረስ. ይህ ዝም ብሎ 'የስክሪኑ ቅጥያ' አይደለም፣ ነገር ግን በብርሃን ስርጭት ላይ ትክክለኛ ቁጥጥር የሚያስፈልገው የኦፕቲካል ምህንድስና ስራ ነው—ይህ ሂደት ቀጣይነት ያለው በቁሳቁስ፣ በዲፍራክሽን፣ በፖላራይዜሽን እና በተወሳሰቡ የኦፕቲካል ስልተ ቀመሮች ላይ በማሰስ ነው።

አጠቃላይ የውስጥ ነጸብራቅ፡- በሞገድ መመሪያዎች ውስጥ የብርሃን ማስተላለፊያ መሰረታዊ መርህ።

ለምንድነው ተራ፣ ግልጽነት ያለው ጠፍጣፋ ጠፍጣፋ ብርሃንን ከአንዱ ጫፍ ወደ ሌላው ሳያፈስ ማጓጓዝ የሚችለው? መልሱ በሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት ፊዚክስ የመማሪያ መጽሃፍት ውስጥ ባለው መርህ ላይ ነው፡ ጠቅላላ የውስጥ ነጸብራቅ (TIR)።

ብርሃን ከመሃከለኛ ከፍ ያለ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ወደ ዝቅተኛ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ሲሄድ እና የአደጋው አንግል ከወሳኙ አንግል ሲያልፍ መብራቱ በመገናኛው ላይ አይፈነጥቅም; በምትኩ፣ አጠቃላይ የውስጥ ነጸብራቅን ያካሂዳል እና ወደ ከፍተኛ-ማስተካከያ-ኢንዴክስ መካከለኛ ይመለሳል።

የኤአር ኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎች ይህንን መርህ ይጠቀማሉ፡- በጥቃቅን ማሳያ የሚለቀቀው የምስል ጨረር በፕሮጀክሽን ሲስተም ይጣመራል እና በአንደኛው ጫፍ የግቤት ማያያዣ ክልል በኩል ወደ ማዕበል ይገባል፤ በሞገድ መመሪያው ውስጥ በጠቅላላ የውስጥ ነጸብራቅ ውስጥ ይሰራጫል እና በመጨረሻው ላይ ባለው የውጤት ማያያዣ መዋቅር በኩል ይወጣል እና ብርሃኑን ወደ ተጠቃሚው አይን ይመራል። በ waveguide substrate እና በአከባቢው አየር መካከል ያለው የማጣቀሻ ጠቋሚ ልዩነት ብርሃኑን ይገድባል ፣ ይህም በቀጭኑ ብርጭቆ ወይም ሙጫ ውስጥ እንዲሰራጭ ያስችለዋል።

ሆኖም አጠቃላይ የውስጥ ነጸብራቅ ጉልህ የሆነ ገደብ ያስገድዳል-በማዕበል ውስጥ ያለው የብርሃን ስርጭት የዘፈቀደ አይደለም; የተወሰኑ የማዕዘን ሁኔታዎችን የሚያሟላ ብርሃን ብቻ በተረጋጋ ሁኔታ ሊሰራጭ ይችላል። ብርሃን ከሚደገፈው ክልል ውጭ ቢወድቅ፣ ልቅሶ ሊከሰት ይችላል። ይህ የስርጭት ገደብ የ AR መነፅርን የእይታ መስክ (FOV) በቀጥታ ይነካል—ይህም ቨርቹዋል ምስሉ የተጠቃሚውን የእይታ መስክ የሚሸፍንበት የማዕዘን ክልል ነው።ይህ በቀመር በትክክል ሊገለጽ የሚችል አካላዊ ገደብ ነው። ነጠላ ማይክሮ-ፕሮጀክተር ጥንዶች የብርሃን ጨረር ወደ ሞገድ ጋይድ እንወስዳለን—የሞገድ መመሪያው መካከለኛው የማጣቀሻ ኢንዴክስ n እና የአየር 1 ነው—ለነጠላ ማይክሮ ፕሮጀክተር የሚደገፈው ከፍተኛው የእይታ መስክ የሚከተለውን ያሟላል።

የማጣቀሻ ኢንዴክስ (n) 1.5 ሲሆን, የቲዎሬቲካል እይታ መስክ (FOV) በ 30 ° አካባቢ ነው; በ n = 1.75, የቲዮሬቲክ ክልል በግምት ወደ 48 ° ይጨምራል; እና ወደ 2 ሲቃረብ፣ በንድፈ ሀሳብ ወደ 60° አካባቢ የበለጠ ሊሰፋ ይችላል። ይህ የFOV የኤአር መነፅር በአጠቃላይ በ30°–40° ክልል ውስጥ ለዓመታት የሚቆይበት ቁልፍ ምክንያት ነው፡ ከኦፕቲካል አርክቴክቸር ገደቦች ባሻገር፣ የቁሱ የማጣቀሻ ኢንዴክስ በFOV መስፋፋት ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድር ወሳኝ ነገር ነው።

ይሁን እንጂ በእውነተኛ የ AR ስርዓት ውስጥ ያለው FOV በማጣቀሻ ኢንዴክስ ብቻ እንደማይወሰን ልብ ሊባል ይገባል. በተጨማሪም የጥቃቅን ማሳያው የቁጥር ቀዳዳ (ኤንኤ)፣ የኦፕቲካል ኤንጂን ዲዛይን፣ የሞገድ አቅጣጫው መዋቅር፣ የተማሪ ማስፋፊያ ዘዴ እና የጨረር ተመሳሳይነት ጨምሮ በምክንያቶች ጥምር ተጽእኖ ላይ ነው።

የአንድ ሰው ዓይን የተፈጥሮ እይታ (FOV) በግምት 160° × 130° ነው፣ ባለሁለት አግድም መደራረብ ከ120° በላይ ነው። አሁን ያሉት የኤአር ሲስተሞች፣ FOVs ያላቸው በጥቂት አስር ዲግሪዎች ውስጥ፣ አሁንም ከሰው ዓይን የተፈጥሮ እይታ አንፃር በእጅጉ ያነሱ ናቸው፣ ይህም ለምናባዊ ምስሎች ሽፋን መሻሻል ቦታ ይተዋል። ስለሆነም ቁሶችን ከፍ ባለ የማጣቀሻ ኢንዴክሶች ማሰስ፣ የሞገድ መመሪያ መዋቅሮችን ማመቻቸት እና የስርዓት ቅልጥፍናን ማሳደግ ለኤአር ኦፕቲክስ እድገት ቁልፍ አቅጣጫዎች ሆነዋል።

ሲሊኮን ካርቦይድ፡ አዲስ ዳሰሳዎች ወደ ከፍተኛ አንጸባራቂ-መረጃ ጠቋሚ ቁሶች

በቅርብ ዓመታት ውስጥ, ሲሊከን ካርቦይድ (SiC) በ AR ኦፕቲክስ መስክ ላይ ከፍተኛ ፍላጎት ያለው ከፍተኛ-ማስተካከያ-ኢንዴክስ ሆኖ ብቅ አለ. የማጣቀሻ ኢንዴክስ በግምት 2.6-2.7 ሲደርስ፣ ከባህላዊ የኦፕቲካል መስታወት እና ሙጫ ቁሶች የተለየ ጥቅም ይሰጣል። በንድፈ ሀሳብ፣ ከፍ ያለ የማጣቀሻ ኢንዴክስ በሞገድ መመሪያው የተደገፈ የብርሃን ስርጭትን በማእዘኑ ያሰፋዋል፣ ለ AR ማሳያዎች ሰፊ የእይታ መስኮችን አዲስ የቁሳቁስ አማራጭ ይሰጣል።በከፍተኛ ማጣቀሻ-ኢንዴክስ ቁሶች ላይ የተመሰረተ የሞገድ መመሪያ መፍትሄዎችን በተመለከተ የምርምር እና የማረጋገጫ ጥረቶችም በየጊዜው እየገፉ ናቸው። ለምሳሌ፣ የሜታ ኦሪዮን ፕሮቶታይፕ የሲሲ ሞገድ መመሪያዎችን በመጠቀም ሰፊ የእይታ መስኮችን የማሳካት አቅም እንዳለው አሳይቷል፣ ይህም በ AR ማሳያ ዘርፍ ውስጥ ከፍተኛ ማጣቀሻ-ኢንዴክስ ቁሶችን ተስፋ ያሳያል።

ሆኖም ግን, ከፍተኛ-አንጸባራቂ-ኢንዴክስ ቁሶች ለእያንዳንዱ የኦፕቲካል ፈተና ብቸኛ መፍትሄ አይደሉም. ለዲፍራክቲቭ ኦፕቲካል ሞገዶች የረዥም ጊዜ ጉዳይ የቀስተ ደመና ቅርሶች ገጽታ ነው፡ የድባብ ብርሃን (ለምሳሌ የፀሀይ ብርሀን) በ waveguide ወለል ላይ ያለውን የዲፍራክሽን ፍርግርግ ሲመታ የተለያዩ የሞገድ ርዝመቶች ብርሃን በተለያየ ደረጃ የተበታተነ ሲሆን በዚህም ምክንያት ባለ ቀለም ጫፎች በእይታ መስክ ላይ ተጭነዋል። ባለከፍተኛ-አንጸባራቂ-ኢንዴክስ ቁሶች የብርሃን ስርጭት ባህሪያትን በማዕበል መመሪያው ውስጥ ሊለውጡ እና የተለያየ መዋቅር ንድፎችን ማመቻቸትን ሊያመቻቹ ይችላሉ, በዚህም የቀስተ ደመና ቅርሶች ተጽእኖን ይቀንሳል.

የዌስትሌክ ዩኒቨርሲቲ ቡድን በሲሲ ማቴሪያሎች ላይ ተመስርተው በተለዋዋጭ ሞገዶች ላይ የምርምር ግኝቶችን አሳይቷል፣በአነስተኛነት መሻሻል፣ ከፍተኛ የኦፕቲካል ቅልጥፍና እና የቀስተ ደመና ቅርሶችን በመቀነስ፣ በዚህም ከፍተኛ አንጸባራቂ-ኢንዴክስ የሞገድ መመሪያዎችን ለመፍጠር አዳዲስ መንገዶችን ከፍቷል።

በተጨማሪም ፣ ሲሲ ከፍተኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ አለው። የሃሳቡ ነጠላ-ክሪስታል ሲሲ የሙቀት መጠን ወደ 490 W/(m·K) ሊደርስ ቢችልም—ይህ አሃዝ በተለምዶ በተፈጠሩት የሞገድ መሳሪያዎች ውስጥ እንደ ጥልፍ ጉድለቶች፣ ማቀነባበሪያ ቴክኒኮች እና የቁሳቁስ አወቃቀሮች ቀንሷል - እሱ ከተለመደው ብርጭቆ የበለጠ ከፍ ያለ ነው። ይህ የሚያመለክተው SiC ለከፍተኛ ብሩህነት የኤአር ማሳያ ስርዓቶች የተለየ የሙቀት አስተዳደር ጥቅሞችን ይሰጣል ፣ ይህም አጠቃላይ የስርዓት መረጋጋትን ለማሻሻል ይረዳል።

ይሁን እንጂ ከፍተኛ የማጣቀሻ መረጃ የማምረት ፈተናዎችን ያቀርባል. በሲሲ ከፍተኛ ጥንካሬ ምክንያት ባህላዊ የማሽን ዘዴዎች ውስብስብ ናኖስትራክቸሮችን ለመሥራት የሚያስፈልጉትን መስፈርቶች ለማሟላት ይታገላሉ. ተለዋዋጭ የሞገድ መመሪያዎችን የሚያካትቱ መተግበሪያዎች በእቃው ወለል ላይ ናኖሚክ አወቃቀሮችን ለመፍጠር እንደ ከፍተኛ-ትክክለኛነት ማሳከክ ያሉ ሂደቶችን ያስገድዳሉ። በአሁኑ ጊዜ የሲሲ ሞገድ መመሪያዎች ከሙከራ ማረጋገጫ ወደ ኢንዱስትሪያልነት እየተሸጋገሩ ነው። የዋጋ ፣የሂደት ቅልጥፍና እና የጅምላ ምርት አቅሞችን የሚመለከቱ ጉዳዮች አሁንም መስተካከል አለባቸው።

ከ 'መስመር' ወደ 'ገጽታ'፡ የተማሪ መስፋፋት ውስጥ ያለው ልኬት

ብርሃን ወደ ሞገድ መመሪያው ውስጥ ከገባ በኋላ፣ የሚቀጥለው ፈተና የሰውን የአይን እንቅስቃሴ በሚሸፍነው ወጥ በሆነ መንገድ ማውጣት ነው። በማይክሮ-ማሳያ የሚፈጠረው የብርሃን ጨረር መውጫ ተማሪ በተለምዶ መጠኑ ጥቂት ሚሊሜትር ብቻ ነው። ነገር ግን በአጠቃቀሙ ወቅት አይን በተፈጥሮ ስለሚንቀሳቀስ የተገደበው መውጣት ተማሪው ለእይታ ምቹ የሆነ 'የዓይን ሳጥን' ቦታ መፍጠር አለበት። ይህ ሂደት Exit Pupil Expansion (EPE) በመባል ይታወቃል።

ጂኦሜትሪክ ኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎች፡ የመስታወት ድርድሮች ትክክለኛ ንድፍ

የጂኦሜትሪክ ኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎች የብርሃን ሃይልን በበርካታ አንጸባራቂ ንጣፎች ላይ በደረጃ ለማሰራጨት ብዙ የተከተቱ ከፊል አንጸባራቂ መስተዋቶችን ይጠቀማሉ። ብርሃን እያንዳንዱን አንጸባራቂ ገጽ ሲያጋጥመው፣ የኃይልው የተወሰነ ክፍል ከሞገድ መመሪያው ወጥቶ ወደ ተጠቃሚው አይን ውስጥ ይንጸባረቃል፣ የተቀረው ደግሞ በሞገድ መመሪያው ውስጥ መስፋፋቱን ይቀጥላል። የእነዚህ ንጣፎች የማስተላለፊያ ወደ ነጸብራቅ ሬሾዎች ላይ ያለው ትክክለኛ ቁጥጥር በአንድ ልኬት ላይ የጨረር መስፋፋትን ያስችላል።

ይበልጥ የላቁ ባለ ሁለት-ልኬት ድርድር ጂኦሜትሪክ ሞገድ መመሪያዎች በሁለቱም አግድም እና ቋሚ ልኬቶች የብርሃን መስፋፋትን ለማሳካት በተለያዩ አቅጣጫዎች ያተኮሩ ሁለት የጨረር-የተከፋፈሉ የወለል ድርድሮችን ያካትታል። ይህ 'የዓይን ሳጥን' በሁለት ልኬቶች ያሰፋዋል, በዚህም የጆሮ ማዳመጫ አቀማመጥን መቻቻል ይጨምራል. የተወሰኑ የ2D ድርድር ሞገድ ንድፎችን በመዋቅራዊ ማመቻቸት በኩል ውፍረትን በሚሊሚተር ክልል ውስጥ እየጠበቁ በአስር ዲግሪዎች የሚሸፍን የእይታ መስክ ማሳካት ይችላሉ።

የጂኦሜትሪክ ሞገድ መመሪያዎች ብዙውን ጊዜ የላቀ የምስል ጥራት እና የቀለም አፈጻጸም ያቀርባሉ፣ ከቀስተ ደመና ቅርሶች ዝቅተኛ ስጋት ጋር። ነገር ግን፣ ባለብዙ ንብርብር ከፊል አንጸባራቂ/ከፊል-አስተላላፊ አወቃቀሮቻቸው የሽፋን ትክክለኛነትን፣ መዋቅራዊ አሰላለፍ እና የማምረት ወጥነትን በተመለከተ ጥብቅ መስፈርቶችን ያስገድዳሉ። በዚህ ምክንያት የሂደቱ ውስብስብነት እና የምርት ወጪዎች ቀጣይነት ያለው የማመቻቸት ቦታ ሆነው ይቆያሉ።

ዲፍራክቲቭ ኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎች እና የገጽታ እፎይታ ግሬቲንግስ፡ ናኖስኬል የብርሃን መቆጣጠሪያ ቴክኖሎጂ

ልዩ ልዩ የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎች ሙሉ ለሙሉ የተለየ አቀራረብን ይጠቀማሉ፡ በ waveguide ውስጥ አንጸባራቂዎችን ከመክተት ይልቅ ናኖሚካል ወቅታዊ መዋቅሮች -በተለይ የገጽታ እፎይታ ግሪቲንግ (SRGs) - በ waveguide ወለል ላይ ወይም በአወቃቀሩ ውስጥ ተፈጥረዋል። SRGs በተለምዶ የሚፈጠሩት እንደ ኤሌክትሮን-ጨረር ሊቶግራፊ፣ ናኖሚፕሪንት ሊቶግራፊ፣ ወይም ion-beam etching በመሳሰሉ ሂደቶች በሞገድ መመሪያው ላይ አካላዊ ፍርግርግ ንድፎችን ለመመስረት ነው፣ የባህሪ ልኬቶች ከአስር እስከ በመቶዎች የሚቆጠሩ ናኖሜትሮች።

የ SRG ዋና የአሠራር መርህ በግሪንግ እኩልታ ሊገለፅ ይችላል፡-

ከታች ያለው ምስል በOAS ሶፍትዌር ውስጥ የተለመደው የተንጣለለ ፍርግርግ አወቃቀሩን ንድፍ ያሳያል; የፍርግርግ ጊዜን ፣ የግዴታ ዑደትን ፣ ጥልቀትን እና የተንጣለለ አንግልን በመንደፍ ለተለያዩ የሞገድ ርዝመቶች እና የዲፍራክሽን ትዕዛዞች ልዩነትን በትክክል መቆጣጠር ይቻላል ።

በ AR waveguides ውስጥ፣ SRG በተለምዶ ሶስት ዋና ዋና ተግባራዊ ክልሎችን ያካትታል፡-

· የውስጠ-ማጣመሪያ ፍርግርግ ፡-በጥቃቅን ፕሮጄክሽን ሞተር የሚለቀቀውን የተቀናጀ የብርሃን ጨረር ወደ ሞገድ ጋይድ በማገናኘት አጠቃላይ የውስጥ ነጸብራቅ ስርጭት ሁኔታዎችን የሚያሟላ መሆኑን ያረጋግጣል።

· ፍርግርግ መዞር (የማስፋፊያ ግሬቲንግ)፡- የብርሃን ስርጭት አቅጣጫን ይለውጣል—በተለምዶ በአግድም የሚያሰራጭ ብርሃንን ወደ ቋሚ አቅጣጫ በማዞር—አንድ-ልኬት ተማሪ መስፋፋትን ለማሳካት።

· የማጣመም ግርዶሽ፡- በወጥነት ከሞገድ መመሪያው ላይ ብርሃን አውጥቶ ወደ ተጠቃሚው አይን ይመራዋል ማሳያውን ያመርታል።

ይህ 'ሶስት-ግራቲንግ' አርክቴክቸር ባለ ሁለት አቅጣጫዊ ውጣ ተማሪን ማስፋፊያ በአንጻራዊ ቀላል መዋቅር እና ቀጭን የኦፕቲካል ፕሮፋይል እንዲይዝ ያስችለዋል፣ ይህም ለሸማች ደረጃ የኤአር መነፅር ቁልፍ የቴክኖሎጂ አቅጣጫ ያደርገዋል። ከጂኦሜትሪክ ሞገድ ጋይድ ጋር ሲነጻጸር፣ ተለዋዋጭ ሞገድ መመሪያዎች እንደ ቀላል ክብደት፣ ቀጭን ቅርጽ እና የበለጠ የንድፍ ተለዋዋጭነት ያሉ ጥቅሞችን ይሰጣሉ። አንዳንድ ዲዛይኖች በሚሊሚተር ወይም በንዑስ ሚሊሜትር ክልል ውስጥ ውፍረትን ሊያገኙ ይችላሉ።

የኤስአርጂ ዲዛይን እና ማሻሻያ መሳሪያዎች፡- የግራግቲንግ አወቃቀሮች ስፋት ከብርሃን የሞገድ ርዝመት ጋር ስለሚመሳሰል ባህላዊ የጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ ዘዴዎች የእይታ ባህሪያቸውን በትክክል መግለጽ አይችሉም። ስለዚህም የኤሌክትሮማግኔቲክ የማስመሰል ዘዴዎች እንደ ሪጎረስ የተጣመረ-Wave Analysis (RCWA) ያስፈልጋሉ። RCWA የሚሠራው የፍርግርግ ክልሉን ወደ ብዙ ቀጭን ንብርብሮች በመከፋፈል እና የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ስርጭትን ለመግለጽ ፎሪየር ማስፋፊያን በመጠቀም ነው። ከዚያም የተለያዩ የዲፍራክሽን ትዕዛዞችን ቅልጥፍና እና የፖላራይዜሽን ምላሽ ለማስላት የማክስዌልን እኩልታዎች ይፈታል።

እንደ Particle Swarm Optimization (PSO) ያሉ ስልተ ቀመሮችን በማዋሃድ መሐንዲሶች በተለዋዋጮች እንደ የፍርግርግ ጊዜ፣ ጥልቀት፣ የግዴታ ዑደት እና ዘንበል ያለ አንግል ባሉ ተለዋዋጮች በተገለጹት መለኪያዎች ውስጥ የላቀ ንድፎችን መለየት ይችላሉ። ለምሳሌ፣ በ550 nm የሞገድ ርዝመት ያለው የኤስ-ፖላራይዝድ ብርሃን፣ የመለኪያ ማመቻቸት ከ56% ወደ 94.7% በላይ ያለውን የውጤት መጠን ከፍ ሊያደርግ ይችላል።

የ SRG ዋና ጥቅሞች:

• ከ 0.5 ሚሊ ሜትር በታች የሆነ ውፍረት ያለው እጅግ በጣም ቀላል መዋቅር;

• ከፍተኛ የንድፍ ተለዋዋጭነት, የጨረር አንግል, ተመሳሳይነት እና ፖላራይዜሽን በግሪንግ ሞርፎሎጂ ቁጥጥር እንዲኖር ያስችላል;

• ናኖ-ኢምትመንት ቴክኖሎጂን በመጠቀም ለዝቅተኛ ዋጋ የጅምላ ምርት ተስማሚ ነው (ለምሳሌ ለሸማች ደረጃ AR መነጽር)።

የSRGs ተግዳሮቶች፡-

• የቀስተ ደመና ቅርሶች፡ መበታተን የሚከሰተው የድባብ ብርሃን (እንደ የፀሀይ ብርሀን) የላይኛውን ግርዶሽ ሲመታ፣ ባለ ቀለም ፍራፍሬ ሲፈጠር ነው። ከፍተኛ-አንጸባራቂ-ኢንዴክስ ንኡስ ንጣፎች (ለምሳሌ፣ SiC) ይህንን ውጤት ሊገድቡት ይችላሉ።

• መበታተን፡ መበታተን የሚከሰተው የአከባቢ ብርሃን (ለምሳሌ የፀሀይ ብርሀን) የላይኛውን ፍርግርግ ሲመታ፣ ባለ ቀለም ፍራፍሬ ሲፈጠር ነው። ከፍተኛ-አንጸባራቂ-ኢንዴክስ ንኡስ ንጣፎች (ለምሳሌ፣ SiC) ይህንን ውጤት ሊገድቡት ይችላሉ።

• ዝቅተኛ የጨረር ቅልጥፍና፡ ነጠላ ማለፊያ ቅልጥፍና በአብዛኛው ከ10%–30% ነው። አጠቃላይ ቅልጥፍና በግሬቲንግ ፕሮፋይል ማመቻቸት ወይም በተነጠቁ ዲዛይኖች መሻሻል ያስፈልገዋል።

• የፖላራይዝድ ትብነት፡ SRGs ለተለያዩ የፖላራይዜሽን ግዛቶች በጣም የተለያዩ ምላሾችን ያሳያሉ፣ ይህም የፖላራይዝድ ብርሃን ምንጮችን ወይም የፖላራይዜሽን መለወጫ መሳሪያዎችን መጠቀም ያስገድዳል።

ስለዚህ የዲፍራክቲቭ ኦፕቲካል ሞገዶች እድገት የሚያተኩረው ቀጫጭን አወቃቀሮችን በማሳካት ላይ ብቻ ሳይሆን በኦፕቲካል ቅልጥፍና፣ ወጥነት፣ የእይታ መስክ (FOV) እና የአካባቢን መላመድ መካከል የተሻለ ሚዛን ማምጣት ላይ ነው።

በብቃት እና በወጥነት መካከል ያለው አካላዊ ሚዛን

ተለዋዋጭ የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎች ከረጅም ጊዜ በፊት መሠረታዊ ግጭት አጋጥሟቸዋል፡ የማሳያ ብሩህነትን ማሳደግ የግራቲንግ ትስስር ቅልጥፍናን ይጨምራል። ይሁን እንጂ ከፍተኛ ብቃት ወደ ጥገኛ ተውሳክነት መጨመር እና የኢነርጂ መፍሰስ ሊያስከትል ይችላል -በተለይም ሰፊ የአመለካከት መስኮች -በዚህም የማሳያውን ተመሳሳይነት ይጎዳል. በተቃራኒው፣ ለተመሳሳይነት ደረጃ ከመጠን በላይ ቅድሚያ መስጠት ለአጠቃላይ የጨረር ብቃት ዋጋ ሊመጣ ይችላል። ይህ በውጤታማነት እና በወጥነት መካከል ያለው ግጭት የሚመነጨው ከተለመዱት ግሪቲንግ ለፖላራይዜሽን ግዛቶች እና የስርጭት መንገዶች ከሚሰጡት ምላሽ ነው።

በቅርብ ዓመታት ውስጥ የፖላራይዜሽን ጥራዝ ሆሎግራፊክ ግሬቲንግስ (PVGs) ለማመቻቸት አዲስ መንገድ አቅርበዋል. ከገጽታ-እፎይታ ፍርግርግ በተለየ፣ PVGs የብርሃን ስርጭትን ለማስተካከል በሆሎግራፊክ ጣልቃገብነት በእቃው ውስጥ የተፈጠረውን ወቅታዊ የማጣቀሻ-ኢንዴክስ መዋቅርን ይጠቀማሉ። ጥናቶች እንደሚያሳዩት በተወሰኑ ሁኔታዎች ውስጥ ፒቪጂዎች የብርሃን ስርጭትን ውጤታማነት ለማሻሻል እና በተወሰኑ ጥገኛ ተውሳክ ተፅእኖዎች ምክንያት የሚመጡ የኃይል ኪሳራዎችን ለመቀነስ የፖላራይዜሽን የመቀየር ዘዴዎችን መጠቀም ይችላሉ። ከእነዚህም መካከል ያልተለመደው የፖላራይዜሽን ልወጣ (ኤፒሲ) ዘዴ ከፍተኛ ትኩረትን ስቧል።

የብርሃንን የፖላራይዜሽን ሁኔታ በንቃት በማስተካከል ተጨማሪ የኦፕቲካል ሃይልን በታለመው መንገድ ላይ እንዲመራ በማድረግ ይህ ዘዴ የማጣመር ቅልጥፍናን እና የብሩህነት ተመሳሳይነትን የማጎልበት አቅም አለው። ይሁን እንጂ እንደ PVG እና APC ያሉ ቴክኖሎጂዎች በንቃት ምርምር ውስጥ ይቆያሉ; የእነሱ መጠነ-ሰፊ ተግባራዊ አተገባበር የቁሳቁስ ስርዓቶችን, የምርት ሂደቶችን እና ወጪ ቆጣቢነትን በተመለከተ ተጨማሪ ማረጋገጫ ያስፈልገዋል.

ማይክሮ-ማሳያ እና የስርዓት ውህደት፡ አጠቃላይ የኦፕቲካል ሲስተም ሚዛን

የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎች እንደ 'ቧንቧዎች' ሆነው ያገለግላሉ፣ በፊተኛው ጫፍ ላይ ያለው ኦፕቲካል ሞተር - ማይክሮ ማሳያው - ብሩህነትን፣ ንፅፅርን እና ቀለምን ይወስናል። በአሁኑ ጊዜ፣ በአር አቅራቢያ ባሉ ማሳያዎች መስክ እየተፈተሹ ያሉት ዋናዎቹ የማይክሮ ማሳያ ቴክኖሎጂ መንገዶች ማይክሮ-OLED፣ LCoS/DLP፣ እና ማይክሮ LED ያካትታሉ።

ማይክሮ-ኦኤልዲ ፡ በአንፃራዊነት የበሰለ በአይን አቅራቢያ የሚገኝ ማሳያ መፍትሄ

እጅግ በጣም ከፍተኛ ንፅፅር (ከሚሊዮን ወደ አንድ ክልል) እና ከፍተኛውን የብስለት ደረጃ ያቀርባል። በአይን ላይ ያለው የተለመደ ብርሃን ከ1,000 እስከ 1,250 ኒት ይደርሳል፣ ይህም በመጠነኛ ብሩህ አካባቢዎች ውስጥ መሰረታዊ ተነባቢነትን ይሰጣል፣ ምንም እንኳን አፈጻጸም በጠንካራ የውጪ ብርሃን ላይ በቂ ባይሆንም። አንዳንድ ናሙናዎች በአስር ሺዎች የሚቆጠሩ ኒት ከፍተኛ የብሩህነት ደረጃ ላይ ሊደርሱ ቢችሉም፣ የኃይል ፍጆታ እና የህይወት ዘመን ምክንያቶችን ይገድባሉ።

LCoS/DLP ፡ የከፍተኛ የብሩህነት አቀራረብ፣ ነገር ግን ትንንሽ ማድረግን በተመለከተ ካሉ ተግዳሮቶች ጋር።

በአስር ሺዎች የሚቆጠሩ ኒት የብሩህነት ደረጃዎችን ማግኘት የሚችሉ እነዚህ ሲስተሞች ግዙፍ የኦፕቲካል ሞተሮችን (4-6 ሴ.ሲ.ሲ) እና ከፍተኛ የሙቀት አስተዳደር መስፈርቶችን አሏቸው፣ ይህም ቀጭን እና ቀላል ክብደት ያለው የቅርጽ ምክንያትን ለማግኘት አስቸጋሪ ያደርገዋል።

ማይክሮ LED ፡ ለወደፊት የኤአር ማሳያዎች ቁልፍ እጩ

ከ100,000 ኒት በላይ በሆነ የንድፈ ሃሳባዊ ብሩህነት፣ ከ0.5 ሲሲ በታች የሆነ መጠን እና ከ100,000 ሰአታት በላይ የሚቆይ የህይወት ዘመን - ከሲሲ ሞገድ ጋይድ ጋር ካለው የላቀ ተኳኋኝነት ጋር - እንደ የመጨረሻው መፍትሄ ይቆጠራል። ነገር ግን፣ ባለ ሙሉ ቀለም ማሳያዎች የጅምላ ዝውውሩ ቀዳሚ የምህንድስና ማነቆ ሆኖ የሚቆይ ሲሆን አሁን ያለው አቅም ለሸማች ደረጃ የጅምላ ምርት መስፈርቶችን ገና አላሟላም።

ከዚህም በላይ በእይታ መስክ (FOV)፣ በአይን ሳጥን፣ በሞገድ ውፍረቱ፣ በመገጣጠም ቅልጥፍና እና በኃይል ፍጆታ መካከል ያለው የንግድ ልውውጥ የኤአር ኦፕቲካል ዲዛይን በከፍተኛ ልኬት መለኪያ ቦታ ውስጥ የማመቻቸት ችግርን ከመፍታት ጋር ተመሳሳይ ያደርገዋል። ይህ ለምን በትክክል የሸማቾች-ደረጃ መስፈርቶችን የሚያሟሉ የኤአር መነጽሮች ገና ሰፊ ጉዲፈቻ እንዳላዩ ያብራራል፡ ተግዳሮቱ ያለው በማንኛውም ነጠላ ቴክኖሎጂ አዋጭነት ላይ ሳይሆን በመላ ስርዓቱ ላይ የላቀ አጠቃላይ ሚዛንን በማሳካት ላይ ነው።

በበርካታ ቴክኒካዊ መንገዶች የ AR ኦፕቲክስ የተቀናጀ እድገት

የኤአር ኦፕቲካል ሞገድ መመሪያ ቴክኖሎጂ በአሁኑ ጊዜ ቀጣይነት ያለው የዝግመተ ለውጥ ሂደት ውስጥ ነው። በአንድ በኩል, ከፍተኛ-ሪፍራክቲቭ-ኢንዴክስ ቁሳቁሶች የእይታ መስክን ለማስፋት እና የእይታ አፈፃፀምን ለማመቻቸት አዳዲስ መንገዶችን ይሰጣሉ; በሌላ በኩል እንደ ፒቪጂ እና ​​የፖላራይዜሽን ቁጥጥር ያሉ ቴክኖሎጂዎች በኦፕቲካል ቅልጥፍና እና በተለዋዋጭ ሞገድ መመሪያዎች መካከል ያለውን ልዩነት እየፈቱ ነው። ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ እንደ ማይክሮ ኤልዲ ያሉ አዳዲስ ጥቃቅን ማሳያ ቴክኖሎጂዎችን ማዳበር የኤአር ሲስተሞች ዝግመተ ለውጥ ወደ ከፍተኛ ብሩህነት እና የበለጠ የታመቀ ቅጽ ምክንያቶችን የበለጠ ያደርገዋል።

የተለያዩ የመተግበሪያ ሁኔታዎች የእይታ መስክን፣ ክብደትን፣ ወጪን፣ የባትሪ ህይወትን እና የማሳያ ጥራትን በተመለከተ የተለያዩ መስፈርቶችን ያስገድዳሉ። ስለሆነም የወደፊቱ የኤአር መነጽር ገበያ የበርካታ ቴክኒካል መፍትሄዎች አብሮ መኖርን ሊያይ ይችላል።

ከጠቅላላ ውስጣዊ ነጸብራቅ እስከ ከፍተኛ-አንጸባራቂ-ኢንዴክስ ቁሶች፣ እና ከጂኦሜትሪክ ነጸብራቅ አወቃቀሮች እና ከዲፍራክቲቭ ግሬቲንግስ እስከ ፖላራይዜሽን ጥራዝ ሆሎግራፊክ ቴክኖሎጂ፣ የኦፕቲካል ሞገዶች ዝግመተ ለውጥ በመሰረቱ የብርሃን ስርጭትን በበለጠ ትክክለኛነት ለመቆጣጠር የማያቋርጥ ጥረት ነው። እያንዳንዱ የቴክኖሎጂ እድገት በቁሳቁስ ባህሪያት, በኦፕቲካል ዲዛይን እና በማኑፋክቸሪንግ ሂደቶች ድንበሮች ውስጥ አንድ ግኝትን ይወክላል.

ወደፊት፣ የኦፕቲካል ሲስተሞች፣ ማይክሮ-ማሳያ ቴክኖሎጂዎች እና የኮምፒዩተር ሃይል የበለጠ ሲሰባሰቡ፣ የኤአር መነጽሮች የበለጠ ተፈጥሯዊ፣ ቀላል እና ለሁሉም ቀን አገልግሎት ተስማሚ ወደመሆን ግብ ለመቅረብ ተዘጋጅተዋል። የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎች የኤአር መነፅርን የማሳያ ልምድ የሚወስን ወሳኝ ዋና ቴክኖሎጂ ሆነው ይቆያሉ።

ምንጭ፡ በ Wuhan Eryuan ቴክኖሎጂ እና በአይባንግ ዚዛኦ የተጠናቀረ