柯盛行 首页>新闻动态

AR显示光学测试系统赋能穿戴设备和光波导技术革新

随着视频游戏,娱乐和在线会议的兴起,AR(增强现实)技术已被创意产业广泛使用,特别是Covid-19爆发后,社交网络应用于教育、医疗和工业领域的在线会议和在线课程迅速发展,为AR眼镜应用提供了广阔的前景。

5.png


增强现实市场趋势 | 图片来源:Yole


同时,得益于微型显示器和AR眼镜中的光波导器件,AR技术的演进日新月异,图像质量变得更好,穿戴设备重量变得更轻。诸如智能眼镜之类的增强现实(AR)可穿戴设备使用户能够看到虚拟世界生成的图像。


随着AR在移动技术领域的突破,市场上资金投入推动不同AR眼镜产品研究和量产。在消费端市场上我们可以看到不断有新品发布,AR眼镜OEM厂商要求对每款产品的规格进行横向对比,他们也有兴趣了解同类产品的成像质量标称参数。


我们听说过很多案例中都要求AR眼镜在Eyebox,视距,FOV和图像失真方面进行测量,因为客户希望借此验证其产品规格,并了解供应商所提供的DOE是否可以满足实际规格所提供的成像效果。因此,光波导设计组件是AR眼镜显示图像评价的重要部分。

6.png7.jpg


 


ProMetric与TT-AR/VR测试AR眼镜中的图案


人们普遍认为,光波导是实现经济型的增强现实(AR)/混合现实(MR)设备的最有前途的方法之一,该设备结合了较小的外形尺寸及无可比拟的图像质量,可提供完整的沉浸式用户体验。可用于制作AR可穿戴设备的多种光学结构——波导、反射组合器和分束器。每一种架构在外形(尺寸和重量)、视觉舒适度、光学质量和成本方面都有不同程度的优势。在所有这些领域中,现有的架构都需要权衡利弊,否则无法发挥优势。便携和轻便的外形是能否被市场广泛采用的关键因素,光波导的光路设计是其中的优势所在。运用高质量和高折射率玻璃可实现更广的视野FOV,并增强可穿戴设备的光导效果。

为了实现与真实环境混合的虚拟组件,有必要在设计光学系统时考虑到瞳孔大小,虚像,到眼睛的光学距离(视距),图像放大率和视野。由于使用了诸如反射镜和分束器之类的光学元件,使得整个器件变得笨重,很难在狭小的空间内安装各种元件。衍射器件DOE是AR显示器中使用较广泛的器件结构之一。在此情况下,入射光波通过第一倾斜光栅准直以一定的角度入射,进入光感耦合器,经多重折射,通过第二倾斜光栅射出射入瞳。这种结构最重要的部分是输入和输出的光感耦合器,它是由具有高精度的纳米光栅衍射光学器件(DOE)制成的。DOE和HOE是目前常看到穿戴设备所采用的两类光导技术。

8.jpg


高折射率玻璃晶片在DOE和HOE中的应用价值 | 图片来源:Yole


另一方面,产品开发人员也在考虑采用全息光栅(HOE)的可能性。全息波导结构与衍射波导类似,是以全息光学器件(HOE)作为光路输入和输出的耦合器。


HOE(全息光学器件)通常做在感光薄膜材料上,由多个全息图记录在同一底片,可得到空间重叠的全息光学图像。全息光栅是两相干平面波干涉而成的全息图,具有质量轻、成本低,用于单色光或窄光谱成像较优的特点。


无论使用哪种波导,柯尼卡美能达及子公司Radiant Vision Systems的解决方案都可以作为光波导设计人员和AR眼镜组装最终评估的选择。

9.jpg

10.jpg



上一篇:车身涂装表面测量技术:TAMS—全外观测量系统

下一篇:技术分享 | 拼颜值的时代,汽车的“脸”有多重要