ARシリコンカルビッド波導体の分析,波導体の設計の観点から

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材料の進歩は 産業を新しい高みに押し上げ 人類にとって新しい科学技術空間さえ 開くことが多いのです

シリコンが誕生して 半導体とコンピューティングの時代が始まり シリコンベースの生命の基盤となりました
 

では,シリコンカービッドの出現は AR波導体を 新しい高みに持ち上げますか?

まず 波導体の設計を見てみましょう

システムレベルでの要求を理解すれば 材料最適化の方向性を明確化できるのです

AR波導体の最も古典的な構造は,フィンランド出身の前ホロレンズ博士 タパニ・レボラから生まれ,波導体は3つの領域に分かれています.瞳孔の拡張退学瞳孔の領域

この作品の波導体で, フィンランド人は絶対的な原動力です.

初期のノキアから ホロレンズまで 後者のディスペリックスまで

(Tapani の AR 振幅波導体の古典特許は,2002年にNokia に提出され 23 年前のものです)

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波導体の入口瞳孔領域は,光学機器からグリットを通って,ガラス,シリコンカービッド材料,または樹脂材料である基板にすべてのFOVを結合します.

その動作原理は光ファイバー伝送に類似しており,インシデンスアングルが全反射条件を満たすとき,光は底部に縛られ,全反射によって瞳孔拡大領域に伝わります..

拡張瞳孔領域では,光がX方向に複製され,出口瞳孔領域へと続きます.

出口瞳孔領域では Y方向に光をコピーし 最終的に人間の目と結合します

光学装置の出力瞳孔 (すなわち波導体の入力瞳孔) を"丸いケーキ"と比較すると,この"ケーキ"を多重にコピーすることです この"ケーキ"は4x4のような 退学瞳孔領域です

理想的には,これらの"ケーキ"が互いに重なり,平らで均質な明るさと色の表面を形成すると期待されるので,ユーザーはこの表面のどこでも同じ画像を見る (高均一性).

AR波導体の設計は,まず使用者が見る画像のサイズを決定するFOVの要件を考慮し,光学機器の設計要件にも影響します.

2つ目はEyeBoxの要件で ユーザが眼の動き範囲内で 完全な画像を見ることができるかどうか 判断し 快適さを左右します

最後に,明るさの均一性,色の均一性,MTFなどの他の指標があります.

AR波導体設計の流れを要約する.

FOVとEyeboxを決定し,波導体アーキテクチャを選択し,最適化変数と目標関数を設定し,その後継続的な最適化調整を行う.

シリコンカービッドとは関係ありません

波導体設計における最も重要な図は,kベクトル波ベクトル図である.

簡単に言うと,インシデント・ライト (特定の波長と角度で) はベクトルとして表現できる.

中央の正方形は 衝突画像の FOVサイズを表し リングエリアは 屈折率の波導体材料が サポートできる FOV範囲を表します波導体内に光が存在しない.

基礎材料の屈折率が高くなるほど,最外輪の円が大きくなり,支えられるFOVが大きくなる.

格子に触れるたびに 追加ベクトルが入ってくる光の上に加わります格子の上に置かれたベクトルの大きさは,インシデント光の波長に関連しています.

したがって,格子に結合した異なる色の光は,異なるラスターベクターによりリング (波導体内) の異なる位置に跳ねます.

RGBの3色に対応できるのは,単色よりも少なめなFOVです.

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大きなFOVを達成するには,ベースの屈折率を増やすための1つの方法だけでなく,少なくとも2つの方法があります.

例えば,ホロレンスのクラシックバタフライアーキテクチャのようなFOVのスプライスによって行うことができます.

入力領域の格子でインシデントFOVを半分に切って,左側と右側から拡張瞳孔領域に伝達し,出口瞳孔領域に結合します.

この方法により,屈折率が低い材料でも,大きなFOVを達成することができる.

このアーキテクチャにより,ホロレンズ2は,屈折指が1未満のガラス基板に基づいて50度以上のFOVを達成します.8.

(FOV Spliced waveguide Classic 特許はMicrosoft Hololens2が2016年に提出した)

また,2次元のラスターのいくつかの建築設計を通じて非常に大きなFOVを達成することも可能で,多くの詳細を含み,拡張するのが不便です.

FOVの観点からすると,ベースの屈折率が高くなるほど,システムの上限が高くなる.

この観点から言えば シリコンカービッドはシステムに高い上限を提供します

波導体デザイナーとして 私はシリコンカービッドが大好きです デザインの自由が 十分あるからです

しかしユーザーの視点では どのベースを使うかは 重要ではありません

需要,良いパフォーマンス,低価格,軽量なマシンを満たす限り,それは良い選択です.

したがって,シリコンカービードまたは他の基板の選択は,製品チームによって包括的に検討されるべきである.

適用シナリオ,価格設定,設計仕様,産業連鎖の成熟度,その他の側面を考慮する必要があります.

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概要すると

1純粋にFOVの視点から見ると,現在の高屈折率ガラスは圧力がなくても50度のFOVを達成します.

2しかし,もし60度以上のFOVを達成したいなら,シリコンカービッドは本当に良い選択です.

材料はコンポーネントやアーキテクチャレベルでの選択であり,アーキテクチャはシステムに役立っていて,最終的には製品を通してユーザーに役立っています

複数の次元から選択する必要があります シーンの体験や 製品形態 システムアーキテクチャー 部品や材料などです

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