AR долгионы чиглүүлэлтийн шинэ хандлага: Туйлшралд суурилсан бүсчлэл нь прототипийн гэрэлтүүлгийн жигд байдлыг 70% хүртэл нэмэгдүүлдэг.

AR нүдний шилний долгион хөтлүүр нь нүдний хөдөлгөөнд тодорхой зай шаарддаг бөгөөд үүнийг 'нүдний хайрцаг' гэж нэрлэдэг. Гэсэн хэдий ч том нүдний хайрцаг нь төсөөлж буй гэрлийг илүү өргөн талбайд тарааж, хэрэглэгчийн хүүхэн хараа түүний багахан хэсгийг л авдаг гэсэн үг юм. Хөнгөн хөдөлгүүрийн хүчийг зүгээр л нэмэгдүүлэх нь илүү их эрчим хүч зарцуулж, илүү их дулааны ачааллыг бий болгоно. Тухайн агшинд шаардлагатай тодорхой хэсгийг л гэрэлтүүлэхийн зэрэгцээ нүдний хайрцагны функциональ хүрээг хадгалах боломжтой юу?

2026 онд сэтгүүлд хэвлэгдсэн Нилсен нар.-ийн нийтлэлд Advanced Photonics Research тодорхой хандлагыг санал болгож байна: гаралтын хүүхэн хараа ялгах бүсийг янз бүрийн дугуй туйлшралын төлөвт хариу үйлдэл үзүүлэх бүс болгон хуваах, аль бүс идэвхтэй болохыг сонгохдоо оролтын туйлшралыг ашиглах. Энэ арга нь том нүдний хайрцгийг бүхэлд нь нэгэн зэрэг гэрэлтүүлэхийн оронд илүү том, ашиглах боломжтой хүрээг хамрахын тулд 'шилждэг, жижиг нүдний хайрцаг' ашигладаг.

Уламжлалт гарц-харанхуй тэлэлтийн үед алдагдал хаана тохиолддог вэ?

Ойролцоох дэлгэцийн (NED) системд долгион хөтлүүр нь ихэвчлэн оролтын холбогчоор дамжуулан оптик хөдөлгүүрээс дүрсийг хүлээн авдаг. Дараа нь гэрэл нь гаралтын холбогчоор хэрэглэгчийн нүд рүү чиглүүлэхээс өмнө нийт дотоод тусгал (TIR) ​​дамжуулан долгион хөтлүүрээр тархдаг. Нүдний байрлал шилжсэн ч харааны талбар бүрэн харагдахуйц байхын тулд гаралтын холбогч нь гаралтын хүүхэн харааг илүү том талбайд хуулбарлах ёстой. Асуудал нь гэрлийн туяа гаралтын холбогчтой харилцан үйлчлэх бүрт түүний энергийн тодорхой хэсгийг гаргаж авах явдал юм. Иймээс гэрэл тархах тусам гаралтын холболтын дараагийн хэсгүүдэд бага эрчим хүч үлддэг бөгөөд энэ нь нүдний хайрцагт мэдэгдэхүйц тод градиент үүсэхэд хүргэдэг.

Энэхүү баримт бичиг нь гадагш холбогч болгон ашигладаг туйлшралын эзэлхүүний торыг (PVGs) судалж байна. PVG нь дугуй туйлширсан гэрлийн дамжуулалт дээр тулгуурлан сонгомол чанарыг харуулдаг. Зохиогчид өөрөөр хэлбэл нүдний хайрцгийг бүхэлд нь хамарсан нэг тусгаарлах бүсийг хоёр тэнцүү урттай сегмент болгон хуваадаг: нэг нь зүүн дугуй туйлширсан (LCP) гэрэлд хариу үйлдэл үзүүлдэг, нөгөө нь баруун тойргийн туйлширсан (RCP) гэрэлд хариу үйлдэл үзүүлдэг. Оролтын туйлшралыг сольсноор гэрэл нь зөвхөн сонгосон хагас бүсийг гэрэлтүүлэх, холбох болон гарах тодорхой замуудын дагуу чиглэнэ.

Амархан андуурч болох хоёр ойлголтыг ялгах нь чухал: нийт хаяглах хүрээ ба тухайн агшинд гэрэлтдэг талбай. Хоёр сегмент нийлсэн нүдний хайрцгийн анхны уртыг хамардаг боловч нэг удаад зөвхөн нэг сегмент идэвхтэй байдаг. Практик бүтээгдэхүүний хувьд гэрэлтсэн бүсийг хүүхэн харааг хянах боломжийг олгохын тулд электрон удирдлагатай туйлшралын шилжүүлэгчтэй хослуулан нүд хянах технологи шаардлагатай болно. Баримт бичигт үзүүлсэн прототип нь ийм хаалттай систем агуулаагүй болно; оронд нь шугаман туйлшруулагч ба дөрөвний долгионы хавтан дээр тулгуурласан туйлшралыг гараар солих.

Судалгааны материалыг хэрхэн баталгаажуулах вэ?

Зохиогчид эхлээд OpticStudio-г ашиглан бүрэн уртын салгуурын загварыг хос бүсийн загвартай харьцуулсан. Анхны симуляцид 550 нм урттай тэгш өнцөгт цацраг, 55 мм урт, 1 мм зузаан долгионы хөтлүүр (хугарлын индекс 1.8), 400 нм хугацаатай холбогч ашигласан; хос бүстэй холбогчийн нийт талбай нь бүрэн хэмжээний хувилбарынхтай ижил байв. Төвийн харааны талбайн гэрлийн нүдний хайрцагны жигд байдал 35.8% -иас 69.4% болж сайжирсан. Энэхүү баримт бичигт жигд байдал нь дээж авсан талбайн доторх хамгийн бага эрчимийг хамгийн их эрчимтэй харьцуулж, хувиар илэрхийлсэн харьцаагаар тодорхойлогддог; Энэ нь системийн ерөнхий оптик үр ашгийг илэрхийлдэггүй.

Дараа нь зохиогчид хос бүсийн прототипийг бүтээж, 15 мм-ийн урттай бүрэн урттай холбогчтой харьцуулсан. Хос бүсийн загвар нь 7.5 мм урттай хоёр хэсгээс бүрдсэн бөгөөд тус бүр нь эсрэг талын дугуй туйлшралд хариу үйлдэл үзүүлдэг. Хэвийн тохиолдлын үед 532 нм лазераар туршилт хийснээр дифракцийн үр ашиг багатай дээжүүдийн хувьд жигд байдал 44.0% -иас 70.1% болж сайжирч, ойролцоогоор 6 мм5 мм-ийн нүхээр хэмжсэн нийт хүч нь 9.11 мкВт ба 9.85 мкВт байна. Эдгээр үр дүн нь 'хуваалт нь жигд байдлыг сайжруулдаг' гэсэн мэдэгдлийг дэмжиж байгаа хэдий ч хоёр төрлийн дээжийн нийт чадлын утгыг зөвхөн харьцуулж болно; Иймээс гэрлийн хоёр дахин нэмэгдсэнийг туршилтаар баталгаажуулсан гэж хэлэх нь буруу байх болно.

Зохиогчид мөн шингэн болор материалын найрлагыг тохируулж, холбогч торны дифракцийн үр ашгийг ойролцоогоор 60.5% -иас 74% хүртэл нэмэгдүүлсэн. Харгалзах бүрэн хэмжээний болон хос бүсийн дээжийн хувьд жигд байдлын утга тус тус 15.9% ба 38.8% байсан бол нүдний хайрцагт хэмжсэн нийт хүч 10.52 мкВт ба 11.01 мкВт байв. Холболтын харьцааг нэмэгдүүлэх нь гэрлийн илүү их хэсгийг долгион хөтлүүрээс эрт гарахад хүргэдэг; улмаар нийт чадлын өсөлт нь орон зайн жигд байдлын бууралттай давхцаж болно. Хос бүсийн арга нь үүнийг бүрэн арилгахгүй ч гэсэн энэ солилцоог багасгадаг. Энэхүү баримт бичигт мөн дөрвөн бүс, хоёр хэмжээст гаралт-харагчийг өргөтгөх системийн загвар, загварчлалыг танилцуулсан; 532 нм хосолсон гэрлийг ашигласан тусдаа загварт жигд байдал 19.2% -иас 51.2% болж сайжирсан. Дөрвөн бүсийн тохиргоог туршилтаар баталгаажуулаагүй тул энэ үзүүлэлтийг дээр дурдсан хоёр бүсийн прототипийн хэмжсэн үр дүнтэй ижил нотлох баримтын түвшинд байрлуулах боломжгүй юм.

Гэрэлт байдал ба нүдний хайрцаг: Нэг томруулах хүчин зүйлээс гадна

Зохиогч боломжуудыг харуулахын тулд хялбаршуулсан нэг хэмжээст загварыг ашигласан: харилцан үйлчлэлийн үр ашгийг 20% гэж тооцвол бүтэн уртын бүсэд 10 харилцан үйлчлэлтэй, хагас урттай бүсэд 5 харилцан үйлчлэлтэй байна. Хагас уртын бүсийг холбогчоос гарах үр ашгийг цаашид нэмэгдүүлснээр бага гэрэлтүүлэгтэй газраас бүтэн урттай бүстэй харьцуулахуйц нийт хүчийг гаргаж авах нь онолын хувьд боломжтой бөгөөд үүний үр дүнд орон нутгийн гэрлийн эрчмийг бараг хоёр дахин ихэсгэдэг.

Гэсэн хэдий ч энэхүү 'хоёр дахин\' өсөлт нь физик прототипийн хувьд эмпирик байдлаар хэмжигдсэн тод байдлын өсөлтөөс илүү, харин хамгийн тохиромжтой загвараас гаргаж авсан дээд хязгаарыг илэрхийлдэг. Бодит байдал дээр PVG (Туйлшралын эзлэхүүний сараалж) үр ашиг нь долгионы урт, өнцөг, туйлшралын төлөв байдлаас хамаарч өөр өөр байдаг; Үүнээс гадна тархалтын явцад туйлшралын шилжилт ба давхаргын хоорондох интерфэйс дэх алдагдал нь үр дүнг өөрчилдөг. Хамгийн чухал нь, хэрэв жижиг бүсийг сонгосон бол хэрэглэгчийн нүд нь хил рүү эсвэл өөр газар руу шилжсэн тохиолдолд систем динамикаар шилжих ёстой; хэрэв хоёр бүсийг нэгэн зэрэг гэрэлтүүлж байгаа бол тэдгээрийн хооронд байгаа хүчийг дахин хуваарилах шаардлагатай. Тиймээс нийтлэлийн гарчигт дурдсанчлан 'өргөсөн' нүдний хайрцаг ба 'сайжруулсан' гэрэлтүүлгийн тухай мэдэгдлийг нэгэн зэрэг, болзолгүйгээр хүртэх ашиг тус гэхээсээ илүү архитектурын санал болгож буй хоёр ялгаатай дизайны боломж гэж ойлгох хэрэгтэй.

Үүнийг нүдний шил болгоход юу хэрэгтэй байна вэ?

Системийн зохион бүтээгчдийн хувьд энэ нийтлэлийн үнэ цэнэ нь зөвхөн өөр төрлийн сараалж ашиглахдаа бус, харин 'бүх талбайг идэвхгүй гэрэлтүүлэх'-ээс 'харагчийн байрлалд тулгуурлан гэрлийг хуваарилах' руу шилжих хандлагад оршдог. Энэ нь мөн инженерийн шинэ сорилтуудыг танилцуулж байна:

1. Битүү гогцоо нүд хянах

Нүд өөр өөр бүсээр хөдөлж байх үед хяналтын нарийвчлал, туйлшралыг солиход оролцдог хоцролт, зургийн тасралтгүй байдлыг шалгах шаардлагатай. Баримт бичигт танилцуулсан прототип нь энэ хаалттай системийг хараахан баталгаажуулаагүй байна.

2. Хил хязгаар ба хөндлөн огтлолцол

Бүс хоорондын хил нь харааны талбарыг (FOV) багасгаж болох бөгөөд санамсаргүй холболтын зам нь сонгогдоогүй хэсэгт 'сүнс' дүрс (төөрсөн гэрэл) гарч ирэхэд хүргэдэг. Уг нийтлэлд эдгээр сүнсний зургуудын гэрэл зургуудыг толилуулж байгаа ч масс үйлдвэрлэлийн загварт шууд хэрэглэгдэх хүлцлийн төсвийг өгдөггүй.

3. Бүрэн өнгөт, өргөн хүрээтэй

Туршилтууд нь үндсэндээ 532 нм монохромат тохиргоонд суурилдаг. Бүрэн өнгөт гүйцэтгэлд хүрэхийн тулд дөрвөн бүсийн загварт ашигласан туйлшралын эзэлхүүний тор (PVGs) болон геометрийн фазын дефлекторуудын тархалт ба өнцгийн хариу урвалын шинж чанарыг анхаарч үзэх шаардлагатай. Зохиогчид мөн бүсүүдийн тоог нэмэгдүүлэх нь FOV таслагдах эсвэл оптик хөндлөн огтлолцолд хүргэж болзошгүйг тэмдэглэжээ.

4. Олон давхаргат үйлдвэрлэх ба тэгшлэх

Хос бүсийн прототип нь туйлшралын тодорхой хариу үйлдэл бүхий хоёр долгион хөтлүүрээс бүрддэг бөгөөд тэдгээрийн хооронд агаарын цоорхойтой холбогдсон байна. Бүсийн тоо нэмэгдэхийн хэрээр холбогч, эвхэгддэг холбогч, холбогч хоорондын орон зайн хамаарал нь мэдэгдэхүйц төвөгтэй болдог; Аливаа буруу тохируулга нь өөр өөр бүсүүдийн үүсгэсэн зургуудын хооронд харьцангуй шилжилтийг үүсгэж болно.

Тиймээс энэхүү ажлын найдвартай дүгнэлт нь цаасан дээр үзүүлсэн тодорхой монохромат нөхцөл, прототипийн тохиргоо, хэмжилтийн параметрүүдийн дагуу туйлшрал-сонгомол бүсчлэл нь нүдний хайрцгийн гэрэлтүүлгийн жигд байдлыг ихээхэн сайжруулдаг; Цаашилбал, дөрвөн бүс, хоёр хэмжээст схем нь илүү их өргөтгөл хийх боломжийг санал болгож байна. Хэрэв зорилго нь өмсдөг, бүрэн өнгөт AR систем юм бол оптик үр ашиг, харах талбар, хөдөлгөөнөөс фотоны хоцролт, харилцан яриа, угсралтын хүлцэл зэрэг нэмэлт хүчин зүйлсийг системийн түвшний иж бүрэн тодорхойлолтын хүрээнд үнэлэх ёстой.

Энэ нь хиймэл оюун ухаанаар ажилладаг хөнгөн нүдний шилний хувьд юу гэсэн үг вэ?

Энэхүү 'бүсчилсэн холболтын' аргын үнэ цэнэ нь юуны түрүүнд үйлдвэрлэхэд бэлэн, бүрэн өнгөт шийдлээр хангахын оронд оптик гаралтыг долгион хөтлүүрээр түгээх инженерийн шинэ хувилбаруудыг санал болгоход оршдог. SOTECH-д бид нүдний ойрын дэлгэцийн технологийг үнэлэхдээ гадаа хурц гэрэлд уншигдах чадвар, цахилгаан зарцуулалт ба дулааны хэрэглээ, нүдний хайрцгийн жигд байдал, төхөөрөмжийн жин ба хэрэглэгчийн тав тух хоорондын нарийн тэнцвэр зэрэг бодит хэрэглээний хувилбаруудад бодит үр өгөөжийг өгөх чадварыг үнэлдэг.

Хөнгөн AI нүдний шилний хувьд SOTECH G55, одоогийн гол зорилго нь гүйцсэн долгион хөтлүүрийн оптик, Micro-LED дэлгэц, нэгдсэн бүтцийн дизайн хоорондын хамтын ажиллагаанд чиглэж байна. Энэ нь хадмал орчуулга, навигацийн сануулга эсвэл телепромптерийн текст гэх мэт мэдээлэл нь хэрэглэгчийн байгалийн харах талбарт саад учруулахгүйгээр өдөр тутмын хэрэглээний явцад тодорхой, тогтвортой байх боломжийг олгодог. Нүдний хяналт, туйлшралыг солих, бүсчилсэн холболт зэрэг технологиуд хөгжсөөр байгаа тул ижил төстэй аргууд нь ийм төхөөрөмжүүдэд гэрэл гэгээ, эрчим хүчний хэмнэлт, нүдний хайрцагны туршлагын чанарын хооронд илүү нарийн тэнцвэрийг бий болгоход тусална.