AR 실리콘 카비드 파도 안내자 분석, 파도 안내자 설계의 관점에서
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재료의 획기적인 발전은 종종 산업을 새로운 높이로 끌어올리고 심지어 인류에게 새로운 과학 기술 공간을 열어줍니다.
실리콘의 탄생은 반도체와 컴퓨팅의 시대를 열었고 실리콘 기반의 생명의 기초가 되었습니다.
자, 실리콘 카바이드의 출현은 AR 파도지도를 새로운 수준으로 끌어올릴 수 있을까요?
먼저 파도지도자의 설계에 대해 살펴보죠.
시스템 수준에서의 요구사항을 이해하는 것만이 재료 최적화의 방향을 명확히 할 수 있습니다.
가장 고전적인 AR 파도지도 구조는 핀란드의 전 Hololens Dr. Tapani Levola에서 왔으며 파도지도는 세 가지 영역으로 나뉘어 있습니다.팽창된 시각구역, 그리고 출구瞳孔 영역.
이 작품의 원동력은 핀란드인입니다.
가장 초기 노키아부터 홀로렌스, 후대의 디스펠릭스 등등
(Tapani의 AR 분광 파도 안내기에 대한 고전 특허는 2002년에 Nokia에 제출된 23 년입니다.)
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waveguide의 입구 학생 영역은 광학 기계의 전체 FOV를 격자 너머로 유리, 실리콘 탄화물 물질 또는 樹脂 물질이 될 수 있는 기판으로 연결합니다.
그 작동 원리는 광섬유 전송과 유사합니다.빛은 밑에 묶여 전체 반사를 통해 학생 확대 영역으로 전송됩니다..
확장된 학생 영역에서 빛은 X 방향으로 복제되고 출구 학생 영역으로 계속됩니다.
출구인형 영역에서는 Y 방향으로 빛을 복사하고 결국 인간의 눈과 결합합니다.
광 기계의 출구인 (즉, 파도 안내기의 출구인) 이 "둥근 케이크"와 비교되면그러면 AR 파도지도의 본질은 이 "케이크"를 광기 기계에서 복합으로 복사하는 것입니다, 예를 들어 4x4, 출구 학생 영역에서.
이상적으로, 이러한 "케이크"는 부드럽고 균일한 밝기와 색상 표면을 형성하기 위해 서로 겹쳐질 것으로 예상되며, 따라서 사용자는 이 표면의 어느 곳에서나 동일한 이미지를 볼 수 있습니다. (고등 균일성).
AR 파도지도 설계는 먼저 사용자가 보는 그림의 크기를 결정하는 FOV의 요구 사항을 고려해야하며 광 기계의 설계 요구 사항에도 영향을 미칩니다.
두 번째는 Eyebox의 요구 사항입니다. 이 요구 사항은 사용자가 안구 움직임 범위 내에서 전체 그림을 볼 수 있는지 여부를 결정하고 편안함을 영향을 미칩니다.
마지막으로 밝기 균일성, 색상 균일성 및 MTF와 같은 다른 지표가 있습니다.
AR 파도 유도 설계의 흐름을 요약해보세요:
FOV와 안구 상자를 결정하고, 파도 유도 구조를 선택하고, 최적화 변수와 객관 기능을 설정하고, 이후 지속적인 최적화 조정을 수행합니다.
그럼, 이것이 실리콘카바이드와 무슨 관련이 있을까요?
웨이브가이드 설계에서 가장 중요한 도표는 k 벡터 웨이브 벡터 도표입니다.
간단히 말해서, 부딪히는 빛 (특정 파장과 각도에서) 은 벡터로 나타낼 수 있습니다.
중앙에 있는 사각형 상자는 사고 사진의 FOV 크기를 나타내고, 고리 영역은 그 굴절 지수의 파도 지도 물질이 지원할 수 있는 FOV 범위를 나타냅니다.그 너머에는 파도 안내에서 빛이 존재할 수 없습니다..
기본 물질의 굴절 지수가 높을수록 가장 바깥쪽 고리의 원이 커지고 지원 할 수있는 FOV가 커집니다.
매번 그레이트에 닿을 때마다, 추가 벡터가 들어오는 빛에 부착됩니다.그레이트의 겹치는 벡터의 크기는 충돌 빛의 파장과 관련이 있습니다.
따라서, 그레이트에 결합된 다른 색상의 빛은 다른 라스터 벡터로 인해 링 (파도 선도체 내부) 내의 다른 위치로 점프합니다.
따라서 하나의 칩으로 RGB 3가지 색상을 얻을 수 있고, 단색보다 훨씬 적은 FOV를 지원할 수 있습니다.
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큰 FOV를 달성하기 위해서는 기체의 굴절 지수를 높이는 한 가지 방법이 아니라 적어도 두 가지 방법을 선택할 수 있습니다.
예를 들어, 그것은 Hololens 클래식 버터플라이 아키텍처와 같은 FOV의 스플라이싱을 통해 수행 될 수 있습니다.
입력 영역의 격자는 사고 FOV를 반으로 자르고, 왼쪽과 오른쪽에서 확장된 학생 영역으로 전송하고, 출구 학생 영역에 연결합니다.
이 방법으로, 낮은 굴절 지수 물질에서도 큰 FOV를 달성 할 수 있습니다.
이 아키텍처를 통해, Hololens 2는 굴절 지수가 1보다 작은 유리 기판을 기반으로 50도 이상의 FOV를 달성합니다.8.
(FOV Spliced waveguide Classic 특허는 2016년에 Microsoft Hololens2에 의해 제출되었습니다.)
또한 2차원 래스터의 어떤 건축 설계를 통해 매우 큰 FOV를 달성하는 것이 가능하며, 여기에는 많은 세부 사항이 포함되며 확장하는 것이 불편합니다.
FOV 관점에서는, 기체의 굴절률이 높을수록 시스템의 상한이 높습니다.
이 관점에서 볼 때, 실리콘 탄화물은 시스템에 더 높은 천장을 제공합니다.
파도방향 설계자로서 저는 실리콘카바이드를 좋아합니다. 왜냐하면 그것은 저에게 디자인에 충분한 자유를 주기 때문입니다.
하지만 사용자의 관점에서 보면 어떤 기반을 사용하느냐가 중요하지 않습니다.
수요, 좋은 성능, 저렴한 가격, 가벼운 기계를 충족시킬 수 있는 한, 그것은 좋은 선택입니다.
따라서 실리콘 카바이드 또는 다른 기판의 선택은 제품 팀이 포괄적으로 고려해야합니다.
응용 시나리오, 가격 위치, 설계 사양, 산업 사슬 성숙도 및 기타 측면에 따라 고려해야합니다.
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요약하자면:
1만약 순전히 FOV의 관점에서, 현재의 고 굴절 지수 유리 가압 없이 50도 FOV를 달성합니다.
2. 하지만 60도 이상의 FOV를 달성하려면 실리콘 탄화물이 좋은 선택입니다.
재료는 구성 요소와 아키텍처 차원에서 선택되며, 아키텍처는 결과적으로 시스템의 기능을 수행하고, 궁극적으로 제품을 통해 사용자에게 서비스를 제공합니다.
이것은 타협 과정입니다. 우리는 장면 경험, 제품 형태, 시스템 아키텍처, 부품 및 재료와 같은 여러 차원 중에서 선택해야 합니다.
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