国外研究人员正开发消色差衍射 LC 光学系统,以支持高性能 VR 显示

2023-10-12 16:30:32   来源:新浪VR

  VR 和 MR 设备用于访问越来越多的领域的应用程序,从娱乐到医疗保健,从制造业到旅游业。这些应用正在改变人们感知数字信息并与之交互的方式,它们强调了对功能兼备、舒适、长期使用和佩戴的近眼显示器的需求。

  中佛罗里达大学光学与光子学学院(CREOL)的研究人员正在努力通过开发一种新的消色差衍射 LC 光学系统来改善 VR 和 MR 的使用体验。

  如今,研究人员试图通过开发消色差衍射 LC 光学系统解决这一问题。

  据介绍,该系统由三个堆叠的衍射 LC 光学元件组成,具有专门设计的光谱响应和偏振选择性,旨在控制偏振状态并校正色差。为了消除蓝光和红光之间的焦距偏移,消色差 LC 透镜系统的第一个组件是在可见光谱区域显示高效率的宽带透镜;第二个组件是半波板,旨在切换蓝光的偏振状态;第三个组件是具有定制设计的透射光谱 LC 透镜,仅对蓝光和红光有效。三个液相色谱组件堆叠在一起,可形成消色差液相色谱透镜系统。

  由于使用了偏振选择性 Pancharatnam-Berry 光学元件,该方案实现了良好的消色差成像性能,同时保持了超薄的外形。这种方法可用于构建消色差光栅和偏转器系统。

  研究人员进行了概念验证和模拟实验,以验证其方法的有效性。实验结果表明,使用两种类型的光引擎(激光投影仪和 OLED 显示面板)的成像性能显著提高。仿真结果表明,与传统的宽带衍射 LC 透镜相比,消色差 LC 透镜系统在 50° 视场角下减少了约 100 倍的横向色偏,这相当于 VR 头显的 100° 视场。

  衍射 LC 光学器件为近眼显示器应用提供了多种优势,包括近 100% 的衍射效率、易于制造、偏振选择性和动态切换。CREOL 团队开发的方法克服了衍射光学器件中长期存在的色差问题,这可以为更多地使用衍射元件来创建先进的显示系统提供动力。

  该方法可以扩展到其他类型的衍射光学器件,广泛用于各种支持MR的领域,包括智能交通、智能城市、智能医疗保健、智能教育、智能建筑和智能制造应用。

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