Diffractive Waveguide ቴክኖሎጂ በ AR መነጽር ውስጥ እንዴት እንደሚሰራ

ባለፈው ጽሑፋችን 'AR Diffractive Waveguide ምንድን ነው?'፣ የዲፍራክቲቭ ሞገድ መመሪያዎችን መሰረታዊ መርሆችን አብራርተናል እና በገጽታ እፎይታ ግሪቲንግ ሞገድ እና ጥራዝ ሆሎግራፊክ ግሪቲንግ ማዕበል መካከል ያለውን ልዩነት አጉልተናል። ዛሬ፣ ለምንድነው በገጽታ ላይ የተመሰረቱ ልዩ ልዩ ሞገድ መመሪያዎች ለኤአር መነፅር እንደ ዋና የማሳያ ቴክኖሎጂ እየወጡ ወደ ዋና ተግባራት እና የማመቻቸት አቅጣጫዎች በጥልቀት እንመረምራለን።

01 Diffractive Waveguides ዋና ተግባራት

1. ምስል Isometric ማስተላለፍ

ከቀደምት ጽሑፎቻችን፣ ከማይክሮ ፕሮጄክሽን ሲስተም (ኦፕቲካል ኢንጂን) ወደ ሰው ዓይን የሚለቀቀውን ብርሃን ለመምራት የሚያነቃቃ ሞገድ መመሪያ፣ ሂደቶችን በማጣመር እና በማጣመር ውስጥ ማለፍ እንዳለበት እናውቃለን። በተለይም በኦፕቲካል ሞተሩ የሚፈነጥቀው ብርሃን በማጣመጃው ፍርግርግ በኩል ወደ ጠፍጣፋው ሞገድ ውስጥ ይገባል፣ በውስጡም በጠቅላላ ውስጣዊ ነጸብራቅ ይሰራጫል እና በመጨረሻም በማጣመር ፍርግርግ ወደ ዓይን ይተላለፋል።

የዚህ ሂደት በጣም ወሳኝ ገጽታ አጠቃላይ ውስጣዊ ነጸብራቅ ነው. ግን በትክክል አጠቃላይ ውስጣዊ ነጸብራቅ ምንድን ነው?

አጠቃላይ ውስጣዊ ነጸብራቅ የሚከሰተው ብርሃን ከመሃከለኛ ከፍ ያለ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ወደ ዝቅተኛ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ሲሄድ እና የአደጋው አንግል ከወሳኙ አንግል የበለጠ ወይም እኩል ነው። የአጠቃላይ የውስጥ ነጸብራቅ ሁኔታዎች ሲሟሉ ብርሃን ሳይተላለፍ በጠፍጣፋው ሞገድ ውስጥ በማንጸባረቅ ያለማቋረጥ ይሰራጫል, በዚህም የብርሃን አቅጣጫ እንዲቀየር ያስችላል. ከጠቅላላው ውስጣዊ ነጸብራቅ የሚመነጨው በጣም የታወቀ የተፈጥሮ ክስተት ማይሬጅ ነው.

በተለምዶ የኤአር መነጽሮች የኦፕቲካል ሞተርን በመጠቀም ምስሎችን ያወጣሉ። ነገር ግን ኦፕቲካል ሞተሩን በቀጥታ በሌንስ ላይ ማድረግ የተጠቃሚውን እይታ ያደናቅፋል እና ለእይታ የማይመች ይሆናል። ከዚህም በላይ በኦፕቲካል ሞተር ላይ ብቻ መተማመን ምናባዊ እና እውነተኛ ምስሎችን በማዋሃድ የሚፈለገውን ውጤት አያስገኝም.

የአጠቃላይ የውስጥ ነጸብራቅ መርህን በመጠቀም የተለያዩ ሞገድ መመሪያዎች በኦፕቲካል ሞተሩ የታቀዱ ምስሎችን የኢሶሜትሪክ ሽግግር ማድረግ ይችላሉ ፣ ይህም የኦፕቲካል ኤንጂን በመነፅር አናት ወይም ጎን ላይ እንዲቀመጥ ያስችለዋል። ይህ አካሄድ የተጠቃሚውን የእይታ መስመር እንዳያደናቅፍ ብቻ ሳይሆን በከፍተኛ የብርሃን ማስተላለፊያ ፍጥነት እና በዲፍራክቲቭ ሞገድ ዳይሬክተሩ ቀጭን መገለጫ ምክንያት የኤአር መነፅርን ወደ መደበኛው የመነፅር ልብስ በማቅረቡ የሚፈለገውን የቨርቹዋል-ሪል ውህደት ውጤት ያስገኛል ።

ዲፍራክቲቭ ዌቭ ጋይድ ምስሉን ወደ አይን የማስተላልፍ ኃላፊነት ብቻ ነው እና የምስሉን ይዘት አይነካውም ይህም ማለት የምስል መጠኑን የማጉላት እና የመቀነስ አቅም የለውም ማለት ነው።

2. ባለ ሁለት-ልኬት ተማሪ ማስፋፊያ

መደበኛ የኦፕቲካል ማሳያ መፍትሔዎች በተለምዶ የተማሪን የማስፋፊያ አቅም ይጎድላቸዋል፣ ይህም ተመልካቹ ምስሎችን በኦፕቲካል ኢንጂኑ መውጫ የተማሪ መጠን (ማለትም፣ የዓይን እንቅስቃሴ ክልል) ውስጥ ብቻ እንዲያይ ይገድባል። ለምሳሌ፣ የኦፕቲካል ኤንጂን መውጫ ተማሪ φ5ሚሜ የሚለካ ከሆነ ተጠቃሚው ምስሉን በφ5ሚሜ ክልል ውስጥ ብቻ ማየት ይችላል። ይህ ዓለምን በፔፕፎል ከመመልከት ጋር ተመሳሳይ ነው፣ ይህም መጥለቅን እና የእይታ ተሞክሮን በእጅጉ ይቀንሳል።

ይህንን ችግር ለመፍታት ዲፍራክቲቭ ሞገዶች ሁለት-ልኬት የተማሪ መስፋፋትን ሊያሳኩ ይችላሉ, ይህም የታመቀ መጠን እና ሰፊ የአመለካከት ቦታን በመጠበቅ መውጫውን ተማሪን ያሰፋዋል. ይህም በሁለቱም አቅጣጫዎች የአይን እንቅስቃሴን በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል ይህም ከፍተኛ የመጥለቅ ስሜትን እና የተሻሻለ የእይታ ልምድን ይሰጣል እንዲሁም የተለያዩ የተማሪ ርቀቶችን ያስተናግዳል። ይህ የዲፍራክቲቭ ሞገድ መመሪያዎችን ሁለተኛ ዋና ተግባርን ይወክላል።

ባለሁለት አቅጣጫዊ የተማሪ መስፋፋትን ለመተግበር በአጠቃላይ ሁለት መንገዶች አሉ። የመጀመሪያው ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ፍርግርግ መጠቀምን ያካትታል (ማለትም፣ መጋጠሚያ ፍርግርግ፣ ማጎንበስ እና ፍርግርግ ማጣመር)። ሁለተኛው አቀራረብ አንድ-ልኬት ፍርግርግ (ማጣመሪያ ግሬቲንግ) እና አንድ ባለ ሁለት-ልኬት ፍርግርግ (የማጣመሪያ ፍርግርግ) ይጠቀማል.

በመጀመሪያው አቀራረብ, ከኦፕቲካል ኤንጂን የሚወጣው ብርሃን በማጣመጃው ፍርግርግ በኩል በማዕበል ውስጥ ይጣመራል. ከዚያም ብርሃኑ በጠቅላላ ውስጣዊ ነጸብራቅ ውስጥ ገብቷል እና የታጠፈውን ፍርግርግ ይመታል፣ የብርሃኑ የተወሰነ ክፍል ወደ መጋጠሚያ መውጫው ይመራዋል፣ የቀረው ብርሃን ደግሞ በማንጸባረቅ ወደ ፊት መስፋፋቱን ይቀጥላል። ይህ መብራት እንደገና የታጠፈውን ፍርግርግ ይመታል፣ እና ሌላ ክፍል ወደ መጋጠሚያው ፍርግርግ ይመራሉ። ይህ ሂደት አንድ-ልኬት ተማሪ መስፋፋትን ለማሳካት ይደገማል.

በመጨረሻም፣ ወደ ማያያዣው የሚወጣው ብርሃን ጥቂቶቹ ወደ አይን ውስጥ እንዲቆራረጡ ያደርጋቸዋል፣ የቀረው ብርሃን ደግሞ በማንጸባረቅ ወደ ፊት መስፋፋቱን ይቀጥላል፣ እንደገና ከማጣመጃው ፍርግርግ ጋር ይገናኛል። ይህ ሂደት የአንድ-ልኬት ተማሪ መስፋፋት ሌላ አቅጣጫን ያመጣል. እነዚህ ሁለት ባለ አንድ-ልኬት ማስፋፊያዎች ሲጣመሩ, ባለ ሁለት አቅጣጫዊ የተማሪ መስፋፋትን ይፈጥራሉ.

በሁለተኛው አቀራረብ ደግሞ ሂደቱ የሚጀምረው ከኦፕቲካል ኤንጂን የሚወጣውን ብርሃን ወደ ሞገዶች በማጣመር የማጣመጃውን ፍርግርግ በመጠቀም ነው. መብራቱ በጠቅላላ ውስጣዊ ነጸብራቅ ውስጥ ገብቷል እና ባለ ሁለት አቅጣጫዊ መጋጠሚያውን ግርዶሽ ይመታል. በዚህ ጊዜ የብርሃኑ የተወሰነ ክፍል ወደ ዓይን ውስጥ ይከፋፈላል, የቀረው ብርሃን ተከፍሎ እና በአግድም እና ቀጥታ አቅጣጫዎች በማንጸባረቅ ወደ ፊት መስፋፋቱን ይቀጥላል.

መብራቱ እንደገና ከተጣመረው ፍርግርግ ጋር ይገናኛል, ይህም ሌላ ክፍል ወደ ዓይን ውስጥ ይከፋፈላል. ይህ ሂደት ተደግሟል, ውጤታማ በሆነ መልኩ ሁለት-ልኬት ተማሪ መስፋፋት.

ከላይ ያለው የሁለት-ልኬት ተማሪ ማስፋፊያ እቅዶችን አካላዊ ሂደቶችን ይገልፃል. በንፅፅር, የመጀመሪያው እቅድ ከዲፍራክቲቭ ሞገድ ንድፍ እና አሠራር አንጻር ሲታይ በአንጻራዊነት ቀላል ነው, ነገር ግን አጠቃላይ የሌንስ አካባቢን ይይዛል. ሁለተኛው እቅድ በተቃራኒው ሁለት ገጽታ ያላቸው ግሪቶችን መጠቀምን ይጠይቃል, ለመንደፍ እና ለማምረት በጣም ውስብስብ ናቸው, ይህም ለመተግበር የበለጠ አስቸጋሪ ያደርገዋል. ይሁን እንጂ ይህ አካሄድ ይበልጥ የተጠጋጋ አጠቃላይ መዋቅርን ያመጣል, ይህም የሌንስ አካባቢን ለመቀነስ ያስችላል.

ባለ ሁለት አቅጣጫዊ ተማሪ ማስፋፊያን በመቅጠር፣ የአይን እንቅስቃሴን መጠን ከፍ ማድረግ እና የተጠቃሚ ጥምቀትን ማሳደግ ብቻ ሳይሆን የኦፕቲካል ሞተሩን ክብደት እና ስፋት በሁለቱም አግድም እና ቀጥታ አቅጣጫዎች በመቀነስ የኤአር መነፅርን ቀላል እና የበለጠ መላመድ እንችላለን።

ባለ ሁለት አቅጣጫዊ ተማሪ መስፋፋት ምስሉን ብዙ ጊዜ ቢደግምም፣ እኛ ግን ብዙ ምስሎችን ሳይሆን አንድን ምስል ብቻ ነው የምናየው። ምክንያቱም በማጣመር ግሪቲንግ የሚተላለፈው ምስል እውነተኛ ምስል ሳይሆን ምናባዊ ምስል ነው። በተጨማሪም የሰው አንጎል የሚያያቸውን የብርሃን ጨረሮች የተራዘመውን የእይታ መስመር በመከተል እራሱን ለማታለል ይሞክራል። በተማሪው መስፋፋት ምክንያት የሚፈጠሩት የብርሃን ጨረሮች ከተመሳሳይ ምናባዊ ምስል የተለያዩ ማዕዘኖች ጋር ይዛመዳሉ፣ስለዚህ የተዘረጋው የብርሃን ጨረሮች ምንም ያህል የተለያዩ አቀማመጦች ምንም ቢሆኑም፣ በተዘረጋው የእይታ መስመር ላይ ተመስርተው ወደ ተመሳሳይ ምስል ይመለሳሉ።

ለምሳሌ, በአውሮፕላን መስታወት ሻማ ከመመልከት ጋር ተመሳሳይ ነው. ከሻማው የሚወጣው ብርሃን ከመስታወቱ ላይ ያንጸባርቃል እና ወደ ዓይን ውስጥ ይገባል, ከዚያም በተዘረጋው የብርሃን ጨረሮች መስመር ላይ የተመሰረተ ምናባዊ ምስልን ይፈልጋል. በሥዕላዊ መግለጫው ላይ የተገለጹት ሦስቱ የብርሃን ጨረሮች የተስፋፋው የብርሃን ጨረሮች በዲፍራክቲቭ ሞገድ ውስጥ በሦስት የተለያዩ ቦታዎች ላይ ሲገኙ መረዳት ይቻላል። በሥዕላዊ መግለጫው ላይ እንደሚታየው፣ እነዚህን ሦስት የብርሃን ጨረሮች በአንድ ጊዜ ስናይ፣ ሁሉም ወደ አንድ ምስል ያመለክታሉ።

በተጨማሪም፣ ተለዋዋጭ ሞገድ መመሪያዎች ዝቅተኛ የኃይል ቆጣቢነት አላቸው የሚል የተለመደ የተሳሳተ ግንዛቤ አለ። እንደ እውነቱ ከሆነ, ይህ ግንዛቤ የሚነሳው ባለ ሁለት አቅጣጫዊ የተማሪዎችን መስፋፋት በማሳካት ሂደት ውስጥ ነው, ተለዋዋጭ ሞገድ የብርሃን ኃይልን ወደ ብዙ ክፍሎች መከፋፈል እና በእያንዳንዱ መውጫ ቦታ ላይ እኩል ማከፋፈል ያስፈልገዋል. በውጤቱም, በእያንዳንዱ ክፍል ውስጥ ያለው ኃይል በተፈጥሮው ይቀንሳል. ነገር ግን፣ ሁሉንም የብርሃን ጨረሮች ከዲፍራክቲቭ ሞገድ ጋይድ ወደ ዓይን ብንሰበስብ፣ የኃይል ብቃቱ ዝቅተኛ እንዳልሆነ እናገኘዋለን።

ስለሆነም ዝቅተኛ የኢነርጂ ውጤታማነት ለሚታሰበው ዲፍራክቲቭ ሞገድ ዳይሬክተሮች ዋነኛው ምክንያት የተማሪው መስፋፋት ነው። ነገር ግን፣ ማስፋፊያ የዲፍራክቲቭ ሞገድ ጋይድ ጉልህ ባህሪ ነው፣ እና ቀደም ሲል እንደተገለፀው ብዙ ጥቅሞችን ይሰጣል። ስለዚህ በተወሰነ ደረጃ የተማሪ መስፋፋትን በመጠበቅ የኃይል ቆጣቢነትን ከፍ ማድረግ አስፈላጊ ነው.

02 ለ Diffractive Waveguides ሶስት ዋና ዋና የማመቻቸት አቅጣጫዎች

1. የብርሃን ቅልጥፍናን ማመቻቸት

ቀደም ሲል እንደተጠቀሰው, ብዙ ሰዎች ተለዋዋጭ ሞገዶች ዝቅተኛ የኃይል ቆጣቢነት እንዳላቸው ይገነዘባሉ. ይህንን ችግር ለመፍታት የተማሪዎችን መስፋፋት በተወሰነ ደረጃ በማቆየት የብርሃን ቅልጥፍናን በማመቻቸት የኃይል ቆጣቢነትን ማሻሻል አስፈላጊ ነው.

የናኖስኬል ግሬቲንግስ ባህሪ መጠን ከብርሃን የሞገድ ርዝመት ጋር ስለሚመሳሰል ብርሃንን እንደ ተራ ጨረሮች ሳይሆን በሚሰራጭበት ጊዜ እንደ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ማከም አስፈላጊ ነው። ብርሃን ፍርግርግ ላይ ሲመታ ወደ ተለያዩ አቅጣጫዎች ይከፈላል (ዲፍራክሽን ትዕዛዞች) እና በሂደቱ ውስጥ የተወሰነ የብርሃን ሃይል መጥፋት አይቀሬ ነው።

አብዛኛው የብርሃን ሃይል ከዲፍራክቲቭ ሞገድ ጋይድ ጋር መገናኘቱን ለማረጋገጥ በተለምዶ የተለየ ዜሮ ያልሆነ የስርጭት ቅደም ተከተል (ጠቅላላ የውስጥ ነጸብራቅ ሁኔታዎችን የሚያሟላ) እንደ የዲፍራክቲቭ ሞገድ መመሪያ የስራ ቅደም ተከተል እንመርጣለን። እንደ ፍርግርግ ጊዜ፣ የግዴታ ዑደት፣ የጉድጓድ ጥልቀት እና የጎን ዳር አንግል ያሉ መለኪያዎችን በትክክል በመቆጣጠር አብዛኛው የብርሃን ሃይልን በዚህ የስራ ቅደም ተከተል ላይ በማተኮር የብርሃንን ልዩነት ቅልጥፍና ማሳደግ እንችላለን። ይህ ደግሞ የኃይል ቆጣቢነትን ይጨምራል እና የምስል ብሩህነት እንዲጨምር ያስችላል.

2. ለተለያዩ የአደጋ ማዕዘኖች የዲፍራክሽን ቅልጥፍናን ማመቻቸት

ፍርግርግ ሲያሻሽሉ ሊታሰብበት የሚገባው ሌላው አስፈላጊ ነገር የብርሃን ክስተት አንግል በዲፍራክሽን ቅልጥፍና ላይ ያለው ተጽእኖ ነው።

በኦፕቲካል ኤንጂን የተተነበየው ምስል የብርሃን ወለል ስለሚፈጥር፣ በዚህ ገጽ ላይ ከተለያዩ አቀማመጦች የሚወጣው ብርሃን በተለያዩ ማዕዘኖች ወደ ዲፍራክቲቭ ሞገድ ውስጥ ይገባል። ለተለዋዋጭ ሞገዶች የተለያዩ የክስተቶች ማዕዘኖች የተለያዩ የቅልጥፍና ቅልጥፍናን ያስከትላሉ፣ ይህም በምስሉ አጠቃላይ ብሩህነት ላይ አለመመጣጠን ያስከትላል።

ስለዚህ፣ ለተለየ የዲፍራክሽን ቅደም ተከተል የዲፍራክሽን ቅልጥፍናን ከማመቻቸት በተጨማሪ፣ ወጥ የሆነ ብሩህነትን ለማረጋገጥ በተለያዩ የአደጋ ማዕዘኖች ላይ ያለውን የብርሃን ልዩነት ማመቻቸት አስፈላጊ ነው።

3. ለተለያዩ የሞገድ ርዝመቶች የዲፍራክሽን ቅልጥፍናን ማመቻቸት

የተለያዩ የብርሃን ቀለሞች የተለያዩ የሞገድ ርዝመቶች አሏቸው, ይህም የመለየት ብቃታቸውን ይነካል. በተጨማሪም ፣የተለያዩ የሞገድ ርዝመቶች የተለያዩ የዲፍራክሽን ማዕዘኖችን ያስከትላሉ ፣ይህም ማለት በተማሪው መስፋፋት ሂደት ውስጥ ፣የተለያዩ የብርሃን ቀለሞች መስተጋብር ድግግሞሽ እና ፍርግርግ መውጫው እንዲሁ ይለያያል። እነዚህ ሁለት ምክንያቶች ለእያንዳንዱ የብርሃን ቀለም እኩል በሆነ የኃይል መጠን ወደ ዓይን ውስጥ እንዲገቡ ፈታኝ ያደርጉታል, ይህም የቀለም ተመሳሳይነት ችግርን ያስከትላል. ስለዚህ ባለ አንድ ንብርብር ዲፍራክቲቭ ሞገድ መመሪያን በመጠቀም በምስሎች ውስጥ ጥሩ የቀለም ተመሳሳይነት ማግኘት አስቸጋሪ ነው።

የተለያዩ የሞገድ ርዝመቶች ብርሃን በእኩል የኃይል መጠን መውጣቱን ለማረጋገጥ፣ ባለብዙ ንብርብር (ሁለት ንብርብሮች ወይም ከዚያ በላይ) የዲፍራክቲቭ ሞገድ መመሪያዎችን መደራረብ በተለምዶ ተቀጥሯል። እያንዳንዱ የዲፍራክቲቭ ሞገድ ዳይሬክተሩ ሽፋን ለተወሰነ የሞገድ ርዝመት ኃይልን ለመቆጣጠር እና ለማሻሻል የተመቻቸ ሲሆን በንብርብሮች መካከል የሚደረግ ንግግርን በማፈን ላይ ነው። ይህ አቀራረብ የተለያዩ የሞገድ ርዝመቶች ብርሃን በመጨረሻ በእኩል የኃይል መጠን ወደ ዓይን ውስጥ መግባቱን ያረጋግጣል ፣ የቀለም ተመሳሳይነትን ያሻሽላል እና መደበኛ ፣ ንቁ ምስሎችን ያሳያል።

03 ማጠቃለያ

በአንድ በኩል፣ ተለዋዋጭ ሞገድ መመሪያዎች ሁለት ዋና ተግባራት አሏቸው፡ የምስል isometric ማስተላለፍ እና ባለ ሁለት አቅጣጫዊ ተማሪ ማስፋፊያ። በእነዚህ ተግባራት ላይ በመመስረት የ AR መነጽሮችን ቀላል እና ቀጭን እንዲሆኑ ሰፋ ያሉ ተጠቃሚዎችን በማስተናገድ ጠንካራ የመጥለቅ ስሜት እና ጥሩ የእይታ ተሞክሮ እንዲሰጡ ያስችላቸዋል። በተጨማሪም የሴሚኮንዳክተር ሂደቶች ውህደት የተለያዩ የሞገድ መመሪያዎችን የማምረት አቅምን ያሳድጋል ፣ ይህም የኤአር መነፅር ወደ ሸማች ገበያ እንዲገባ ጠንካራ መሠረት ይጥላል ።

በሌላ በኩል፣ ለኤአር መነፅሮች ዋናው የማሳያ ቴክኖሎጂ እንደመሆኑ መጠን የተለያዩ ሞገድ መመሪያዎች ትልቅ አቅም ይሰጣሉ ነገርግን ውስብስብነትም አላቸው። የዲፍራክሽን ቅልጥፍናን ማመቻቸት ከበርካታ ገፅታዎች ግምት ውስጥ መግባት አለበት, የዲፍራክሽን ትዕዛዞች, የክስተቶች ማዕዘኖች እና የሞገድ ርዝመቶች.

በቴክኖሎጂ ቀጣይነት ባለው እድገት እና ተጨማሪ የስራ አፈጻጸም ማመቻቸት፣ የኤአር ዲፍራክቲቭ ሞገድ መመሪያዎች የኤአር መነፅሮችን ወደ ቤተሰቦች ለማምጣት ተዘጋጅተዋል፣ ይህም በሜትራቨር ዘመን ውስጥ በደመቀ ሁኔታ ያበራል።