AR silikon karbit dalga kılavuzu analizi, dalga kılavuzu tasarımının perspektifinden
01
Malzemelerde yapılan buluşlar genellikle bir endüstrinin yeni bir seviyeye ulaşmasını sağlar ve hatta insanlık için yeni bilimsel ve teknolojik alanlar açar.
Silikonun doğumu, yarı iletkenlerin ve bilgisayarların tüm çağını başlattı ve silikon tabanlı yaşamın temeli oldu.
Peki silikon karbidin ortaya çıkması AR dalga kılavuzlarını yeni bir seviyeye çıkaracak mı?
Önce dalga kılavuzunun tasarımına bakalım.
Sadece sistem düzeyinde gereksinimleri anlarsak, malzeme optimizasyonunun yönünü netleştirebiliriz.
AR dalga kılavuzlarının en klasik mimarisi Finlandiyalı eski Hololens Dr. Tapani Levola'dan geliyor ve dalga kılavuzları üç bölgeye ayrılmıştır: giriş öğrenci bölgesi,Pupil bölgesinin genişlemesi, ve çıkış pupil bölgesi.
AR bu parçayı yönlendiriyor, Finler mutlak çekirdek itici güç.
En eski Nokia'dan, Hololens'e, daha sonraki Dispelix'e ve diğerlerine kadar.
(Tapani'nin 2002'de Nokia'ya başvurduğu AR difraktör dalga kılavuzu için klasik patentinin 23 yılı var)
02
Dalga kılavuzunun giriş öğrencisi bölgesi, optik makinenin tüm FOV'sini, cam, silikon karbid malzemesi veya hatta reçine malzemesi olabilen substratın içine ızgara aracılığıyla eşleştirir.
Çalışma prensibi, çarpma açısı toplam yansıma koşulunu karşıladığında, optik fiber iletimine benzer.Işık tabanında bağlanır ve toplam yansıma yoluyla öğrenci büyütme alanına iletilir..
Genişletilmiş öğrenci bölgesinde, ışık X yönünde çoğaltılır ve çıkış öğrenci bölgesine devam eder.
Çıkış pupili bölgesinde, ışık Y yönünde kopyalanır ve sonunda insan gözüne eşlenir.
Eğer optik makinenin çıkış öğrencisi (yani dalga kılavuzunun giriş öğrencisi) bir "yuvarlak pasta" ile karşılaştırılırsa,O zaman AR dalga kılavuzunun özü bu "keki" optik makinenin birden fazla, örneğin 4x4, çıkış öğrenci bölgesinde.
İdeal olarak, bu "kekslerin" yumuşak, tekdüze bir parlaklık ve renk yüzeyi oluşturmak için birbirlerinin üst üste gelmesi beklenir, böylece kullanıcı bu yüzeyin herhangi bir yerinde aynı resmi görür (yüksek tekdüzelik).
AR dalga kılavuzu tasarımı, öncelikle kullanıcının gördüğü resmin boyutunu belirleyen ve aynı zamanda optik makinenin tasarım gereksinimlerini etkileyen FOV gereksinimlerini göz önünde bulundurmalıdır.
İkincisi, Eyebox'un gereksinimleridir. Kullanıcının göz hareketleri aralığında tüm resmi görebildiğini belirleyen ve konforu etkileyen gerekliliklerdir.
Son olarak, parlaklık tekdüzeliği, renk tekdüzeliği ve MTF gibi diğer göstergeler vardır.
AR dalga kılavuzu tasarımının akışını özetleyin:
FOV ve Eyebox'u belirleyin, dalga kılavuzu mimarisini seçin, optimizasyon değişkenlerini ve hedef fonksiyonlarını belirleyin ve daha sonra sürekli optimizasyon ayarları yapın.
Peki bunun silikon karbidle ne ilgisi var?
Dalga kılavuzu tasarımında en önemli diyagram k vektör dalga vektör diyagramıdır.
Basit terimlerle, düşen ışık (belirli bir dalga boyunda ve açıda) bir vektör olarak temsil edilebilir.
Merkezdeki kare kutu, olay görüntüsünün FOV boyutunu temsil eder ve halka alanı, bu kırılma endeksinin dalga kılavuzu malzemesinin destekleyebileceği FOV aralığını temsil eder.ışığın dalga kılavuzunda var olamayacağı bir alan.
Temel malzemenin kırılma indeksi ne kadar yüksekse, en dış halka dairesi o kadar büyüktür ve desteklenebilen FOV o kadar büyüktür.
Grit'e her dokunduğunda, gelen ışığa ek bir vektör yerleştirilir.ızgaranın üst üste yatan vektörünün büyüklüğü, düşen ışığın dalga boyuna bağlıdır..
Dolayısıyla, ızgara ile birleştirilen farklı renklerdeki ışık, farklı raster vektörleri nedeniyle halka (dalga kılavuzu içinde) farklı pozisyonlara sıçrayacaktır.
Bu nedenle, tek bir çipi RGB üç renk elde etmek için, tek renkli çok daha az FOV destekleyebilir.
03
Büyük FOV elde etmek için, tabanın kırılma endeksini artırmanın tek bir yolu değil, en az iki seçeneği vardır.
Örneğin, Hololens klasik Kelebek mimarisi gibi FOV'nin eklenmesi yoluyla yapılabilir.
Giriş bölgesindeki ızgara, gelen FOV'yu yarıya ayırır, sol ve sağ taraflardan genişletilmiş öğrenci bölgesine aktarır ve çıkış öğrenci bölgesine bağlar.
Bu şekilde, düşük kırılma indeksi olan malzemelerle bile büyük FOV elde edilebilir.
Bu mimari ile Hololens 2, kırılma indeksi 1'den daha az olan bir cam substratına dayanarak 50 dereceden fazla FOV elde eder.8.
(FOV Spliced waveguide Classic patent Microsoft Hololens2 tarafından 2016'da başvuruldu)
Çok büyük bir FOV'ye, birçok ayrıntıyı içeren ve genişletmek için rahatsız edici olan iki boyutlu raster mimari tasarımı yoluyla da ulaşılabilir.
FOV açısından, tabanın kırılma indeksi ne kadar yüksekse, sistemin üst sınırı da o kadar yüksektir.
Bu bakış açısından, silikon karbid sistem için daha yüksek bir tavan sağlar.
Bir dalga rehberi tasarımcısı olarak, kesinlikle silikon karbürden hoşlanıyorum çünkü bana tasarlamak için yeterince özgürlük veriyor.
Ama kullanıcının bakış açısından, hangi tabanın kullanılacağı önemli değil.
Talebi, iyi performansı, düşük fiyatı ve hafif makineyi karşılayabildiği sürece, iyi bir seçimdir.
Bu nedenle, silikon karbür veya diğer substratların seçimi ürün ekibi tarafından kapsamlı olarak düşünülmelidir.
Uygulama senaryosuna, fiyat konumlandırmasına, tasarım özelliklerine, endüstriyel zincirin olgunluğuna ve diğer yönlere göre dikkate alınması gerekir.
04
Özetlemek gerekirse:
1Eğer sadece FOV bakış açısından bakıldığında, yüksek kırılma indeksi olan şimdiki cam basınç olmadan 50 derecelik FOV'ye ulaşır.
2. ama 60 dereceden fazla FOV elde etmek istiyorsanız, silikon karbür gerçekten iyi bir seçimdir.
Malzemeler bileşen ve mimari düzeyinde bir seçimdir ve mimari de sistemin fonksiyonuna hizmet eder ve nihayetinde ürün aracılığıyla kullanıcıya hizmet eder.
Bu bir takas süreci, sahne deneyimi, ürün formu, sistem mimarisi, bileşenler ve malzemeler gibi çoklu boyutlardan seçim yapmamız gerekiyor.
ZMSH SIC Substrate 4H/6H-N/Semi/3C/4H/6H-P Tipi Ekranı
* Lütfen herhangi bir telif hakkı sorunu için bizimle iletişime geçin, ve biz derhal bunları ele alacağız.
