הקדמה: אופטית מתקפלת כאפשרות הליבה של המציאות המוגברת

מכשירים מורחבים (AR) מעצבים מחדש את האופן שבו אנשי מקצוע וצרכנים מתקשרים עם מידע דיגיטלי, תוך הסתמכות על תמונות וירטואליות על הסביבה הפיזית בזמן אמת, בעוד שרבים מהדיון הציבורי סביב AR מתמקד בעיצוב ראשוני, כוח עיבוד או מערכות אקולוגיות תוכנה, מערכת אופטית נותרה העדינה ביותר של מחקר הנדסי ספציפי של מערכת אופטית זו היא טכנולוגיה שלעתים קרובות בלתי נראית לעין: ציפויים אופטיים אלה של תכונות מתקדמות של AR-עולם מדויק יותר של שימושיות.

הפיזיקה של סרטי דק-סרט ב- AR Systems

כיצד מחשב דק-סרט משנה את התנהגות האור

ציפוי אופטי פועל על העיקרון של התערבות פילים דקים.כאשר אור מכה פני השטח המצופה עם אחד או יותר שכבות של חומרים דיאלקטריים או מתכתיים, חלק מן האור משקף מן פני השטח העליון וחלק משדר לתוך השכבה לפני להרהר מהממשק התחתון.השלב בין אלה משתקפים גלפים בו זמנית קובע אם הם מפריעים בצורה קונסטרוקטיבית או הרסנית על ידי שליטה בדיוק עובי ופרקאקטיבי של כל שכבה, יכול לשקף את הציפוי של חומר זה, כדי לשפר את הציפוי ראייה מסוימת, תוך כדי שיפור, או ירידה מסוימת, באמצעות כמות מסוימת, או ירידה מסוימת, תוך כדי שיפור של צבעים ספציפיים, תוך כדי שיפור של חומר הגלים, תוך כדי שיפור של חומר זה, או שינוי בצורה מדויקת, באמצעות הציפוי, או שינוי צבע מסוים, או שינוי צבע מסוים, או שינוי צבע מדויק או שינוי בצורה מדויקת או שינוי צבע רגיש, או שינוי צבע כהה, או שינוי בצורה מדויקת, הוא מסוגלות, באופן טבעי, באמצעות גלימה, באמצעות חומר זה, או שינוי בצורה מדויקת או הרסני.

חומרים מורכבים והתאמה

הבחירה של חומר תת-סטריט עבור AR אופטיקה משפיעה ישירות על עיצוב.רוב מודטים גל AR ומשלבים הם מרוקנים זכוכית או פולימרים אופטיים כגון פוליקרבונט או cyclic olefin copolymer. Glass substrates מציעים יציבות תרמית גבוהה יותר, birerupnce נמוך יותר, ואפשרויות אינדקס רפרואקטיבי גבוה יותר, אשר עושה אותם הבחירה המועדפת עבור ראשי AR מתקדמים.

סוגים של קידוד אופטי ותפקודי ההנדסה שלהם

פרופילים אנטי-מפרקים ל- Ghost-Free Imagery

ציפויים אנטי-reflective (AR) הם בין המבנים הדקים הנפוצים ביותר ב- AR מכשירים. הפונקציה העיקרית שלהם היא להפחית את ההשתקפות Fresnel בממשקי זכוכית, אשר יכול לגרום לדימויים רוחיים, ניגודים מופחתים ואור לא רצוי. ציפוי AR טיפוסי מורכב משכבות מרובות של חומרים אור גבוה ונמוך כגון טיטניום דו-חמצני (Tim) מבט לאחור על פני השטח של סיליקון נמוך יותר מאשר ספקטרום רחב (R2) אשר יכול להשיג ספקטרום רחב פחות מ- HIV (R2 סיליקון)

מראה וחלקי-Reflectorאטs for WavePSKs

ארכיטקטורות AR מבוססות גלים מסתמכות על גרורות דיפראקטיביות או רפלקטיביות כדי ליצור אור מן המיקרו המוצגים במדריך הגל ולאחר מכן לחלץ אותו אל עין המשתמש.בעיצובים רבים, סדרה של מראות רפלקטיביים חלקית המוטבע בתוך או מכוסים על פני פני השטח הגלים כדי לשלב את תיבת האור לכיוון תיבת העין.

Bandpass ו- Notch Filters for Color Management

מערכות AR רבות משתמשות לייזר או מקורות אור LED עם ספקטרום פליטה צר.בנדפס מסננים מוחלים על הנתיב האופטי לחסום אורכי גל לא רצויים ממערכת תאורה ולשפר את צבע טוהר. בתצוגות AR בצבע מלא המשתמש אדום, ירוק וכחול פולטים, לא ניתן להשתמש במסננים לא רצויים כדי להפריד את ערוצי תאורה בתוך גל משותף או כדי למנוע צלב בין שדות צבע סמוכים.

שכבות קשיחות ושכבות Oleophobic עבור Durability ונוחות

מכשירי AR הם על הראש וחשוף לטיפול, ניקוי, ומזהמים סביבתיים. ציפויים קשיחים המבוססים על חומרים כגון פחמן דמוי יהלום (DLC) או סיליקון carbide (SiC) מספקים התנגדות לחרוגות החיצוני אופטיות, הגנה מפני שריטות מפני חלקיקים חיצוניים או מגע מקרי. Oleophobic ו hydrophobic העליוןcobic העליוןcobics, בדרך כלל מפולני, להפחית את הציפוי של עור כהה מספיק כדי לשפר את הציפוי הראייה החיצונית של שכבות הגנה מפני חום.

טכניקות לחיזוי גבוה AR Fits

המונחים:

פיזור דיסקציה פיזי (PVD) הוא השיטה הנפוצה ביותר ליישום ציפוי אופטי בייצור AR. בתהליך טיפוסי PVD, חומר ציפוי מחומם בחדר ריק עד שהוא מתאדה או תת-קרקעי, ואז condenses על פני השטח השברירי באופן איטי מאוד, כי ציפוי אלקטרו-בקם עמידים חזק יותר נגד נפיחות ונפיחות הם שני גרסאות דומיננטיות בשימוש בשכבות אופטית נמוכה יותר עבור טמפרטורות זיהום מגנטיות נמוכות יותר.

⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

פלאסמה-enhanced כימי נפילה (PECVD) מקבל מתחווץ ביישומים ציפוי AR, במיוחד עבור תת-קרקעית גל גדול ואופטימיים אופטיים. PECVD משתמשת פלזמה כדי להפעיל גזים מבשרים גרעיניים מתקדמים (כולל סיליקון) טמפרטורות תת-קרקעיות נמוכות יותר מאשר CVD רגיל זה יכולת דלת-טמפרטורה קריטית עבור ציפוי פולימר רגישים לטמפרטורה ללא סיליקון) או סיליקון (Dicretrad) עם סיליקון) עם סיליקון אחידהחומרים (Dicicicial ccrecereception) עם סיליקון) עם סיליקון) עם סיליקון (Dicialcasted c {\displaystyle DVDicial) עם סיליקון) עם סיליקון (Diclegicialcasted c {\displaystyle DRicialcaste) עם סיליקון) עם סיליקון (Dicialcastate טמפרטורה נמוכה יותר מאשר סיליקון) עם סיליקון) עם סיליקון (D {\displaystyle DRicialcastigicialcasted ccretra 3D.

בקרת איכות ומטרופולין

עקביות עובי ציפוי ואינדקס השבירה חיונית עבור מכשירי AR, שבו אפילו 1% וריאציות עובי שכבתי יכול לשנות את התגובה ספקטרלי מספיק כדי לגרום צבע גלוי לא אחידות. יצרנים להשתמש בטכניקות ניטור החלפת כגון ניטור אופטית ניטור ו quartz משטח microמאזן (QCM) כדי לשלוט על הסימון בזמן אמת.פוסט-דה-אנליזה באמצעות ספקטרום, סימטריה, ציפויים חשמליים או קיפרצוף אלקטרונים (סימולציות) אשר משמש למטליקומים (Cate microfaceicial) כדי לבדוק את מפרט microfaceicial) כדי לשלוט ב-oficial (Q) כדי לשלוט ב-oficial) כדי לשלוט על מנת לשלוט על מנת לשלוט על מנת לשלוט על מנת לשלוט על מנת לשלוט על מנת לשלוט על מנת לשלוט בדגמיים (Qorphicial של אלקטרו-oficial של אלקטרו-oficial) כדי לשלוט בדגמיים (QPTSD) כדי לשלוט בדגמיים (QPTSD) כדי לשלוט בדגמיים).

השפעות אופטיות של קידודים על ביצועי מפתח

בהירות וכוח

אחד האתגרים ההנדסיים הקשים ביותר ב AR מספק בהירות מספקת ממקור אור קומפקטי, מופעל סוללות.כל השתקפות ואובדן שידור במסלול אופטי מפחית את כמות האור שמגיע לעין של המשתמש, מה שחייב את המערכת לפעול בעוצמה גבוהה יותר או לקבל תמונה דימרית באיכות גבוהה יותר של ציפויים אנטי-מכוערים אנטי-מכוערים יכול להפחית את ההפסדים חד-פעמיים מ-4% (לא-מכוס) בהשוואה ל-מסוגל-מחדש יותר מ-מחדש, בהשוואה ל-מסוגל-מסוגל-אפקטים יותר, בהשוואה ל-מסוגל-מסוגל-מסוגל-מצטבר של יותר, בהשוואה ל- 10%-מסוגל-מסוגל-מסוגל-מסוגל-מסוגל-מסוגל-מסוגל-מסוגל-מסוגל-מסוגל-מסוגל-מסוגל-אפקטים יותר, בהשוואה ל-מסוגל-מסוג של מערכת-מסוגל-מסוג של מערכת אנטי-מסוגל-מסוגל-מסוג של יותר, בהשוואה ל-מסוגל-מסוגננת-מסוגל-מסוגננת-מסוגננת-מסוגננת

המונחים: strst Light Suppression

יחס קונטראסט ב AR הוא מוזנח על ידי אור משוטט שמגיע לעין מבלי לעבור דרך מסלול התצוגה המיועד. הרהורים מפני פני השטח הפנימי של הדיור, פיזור חלקיקים אבק על אופטיקה, ותמונות רוח מן קפיצות משניות בגל מונחה כל להפחית את הטווח הדינמי הנתפס של המודולים הויזואליים של התמונה הווירטואלית.

נוחות עין ו- Eyebox

תיבת העין היא האזור בחלל שבו העין של המשתמש ניתן למקם ועדיין לראות את התמונה הווירטואלית המלאה. a eyebox גדול יותר מאפשר תנועה טבעית יותר הראש ותאים למשתמשים עם מרחקים בין-פרייליים שונים ללא התאמה מכנית. עיצוב מתקפל משפיע ישירות על גודל תיבת העין בתיבת עיניים רחב יותר באדריכלות גל.על ידי שימוש ציפוי רפלקטיביים על פני המשאלות, מהנדסים יכולים להפיץ את הפלט האור באופן יותר על פני שטח רחב יותר, ללא השפעה אחידה, באופן דומה, כגון:

יציבות סביבתית ותוחלת חיים

מכשירי AR משמשים בסביבות מגוונות, מהגדרות משרדיות מקורה אתרי בנייה בחוץ וחדרי הפעלה רפואיים. ציפוי אופטי חייב לעמוד על אופניים טמפרטורה, לחות, אולטרה סגולט (UV) חשיפה, ומוח מכני ללא delaminating או degrading בביצוע אופטי. ציפויים קשיחים המבוססים על DLC או Al2O3 לספק התנגדות שריטות, בעוד שכבות החותמות שלה מונעות לחות לתוך ערימה הבסיסית של 85 מעלות צלזיוס, כולל קריטריונים סטנדרטיים סטנדרטיים סטנדרטיים סטנדרטיים של צריכת אופניים.

דרישות תעשייתיות-בינוניות ושימוש במקרים

ארגוני וכלכלה AR

בהגדרות תעשייתיות כגון רצפות ייצור, מחסני לוגיסטיקה, ונפטיות, מכשירי AR חייבים לפעול באופן אמין בתנאים קשים.מתאים ליישומים אלה מראש את עמידותם, עמידות כימית, וחשיפה רחבה של ציפויים קשיחים עם 3-5 מיקרומטר הם נפוצים, ואת מחסנים אנטי-מפרקטיביים מותקנים לעתים קרובות נועד לסבול זיהום פני השטח ללא השפלה חמורה של איכות הראייה עבור סמני מתכת או מקודמים ספציפיים של קודים:

רפואי וסורי AR

מערכות AR Surgical מעכבות מידע דיגיטלי כגון נתוני סריקה, מעקב כלי, או סימנים חיוניים ישירות על ראיית המנתח של המטופל. בהקשר זה, ציפוי אופטי חייב לעמוד בדרישות מחמירות עבור נאמנות צבע, עיוות נמוך, וציפוי ביו-אופטימיים אחרים של חומרים למניעת הריון (Cyber-pation) אשר נדרשים כדי למזער כל שינוי בצבע הנתפס של רקמות, אשר עלול להשפיע על ציפויים של טיפול תרופתי (DV) נמוך של חומרים של טיפול תרופתי (DValance) או סגסוגת (Demance) של חומרים).

יצרן ו Entertainment AR

מכשירים AR צרכניים, כולל משקפיים חכמים ומציגים ראשיים עבור משחקים או ניווט, מציבים פרמיה על אסתטיקה, משקל, ועלות. מתקפלים עבור פלח השוק הזה חייב להיות דק מספיק כדי להימנע מהוספת משקל בלתי נתפס, תוך עדיין לספק את הביצועים האופטיים כי משתמשים מצפים.המגמה לעבר כל משקפי AR אלקטרוניקה שניתן ללבוש ביום של משקפי AR למנוע ציפויים של מגע עור ולשמור על ידי תאורה אופטית תחת בהירות, הם חשופים לסוללות אור אולטרה סגולה של תאים חשמליים.

חידושים מתקדמים ב AR Optical Coatings

עקבו אחרי Metasurface Coatings

ציפויים פילים מסורתיים מוגבלים על ידי זמינות של חומרים עם אינדיקציות קירור ספציפיים ועל ידי עובי שליטה מעשית שליטה achievable in deposition. nanostructured ציפויים ומטא-פרצוף להתגבר על המגבלות האלה על ידי שימוש בתכונות בקנה מידה גלים כדי לשלוט בשלב ו amplit של אור.ביישומים ARface, ציפויים metasurface יכול לתפקד כמו אולטרה-אפילפטיים שמשתים להחליף ריבועים או משקף גל של תצוגות גבוהות של גל.

עצמי-Healing and Fitive Coatings

שריטות מכניות ולבוש סביבתי הם בלתי נמנעים בכל מכשיר שטופל באופן קבוע. ציפויים עצמיים משלבים רשתות פולימרים פסיביות עם כימיה חוצה-קישורית, כגון אג"ח דילס-אלדר או תיאום מתכת-גרידי, אשר יכול לתקן microscratches כאשר נחשפים לחום או אור.עבור התקנים ARrm, ציפוי שיכול לשחזר באופן אוטונומי את חלקה לאחר נזקי ירחיב באופן משמעותי את התגובה האופטית של גירוי אופטית של תפקודם באופן אופטי, גם כן, אשר עשוי להיות מתאים לציפוי, גם כן, באופן אופטי.

תהליכים גמישים וקטנים

שיקולים סביבתיים הופכים חשובים יותר בייצור AR, מונעים על ידי לחץ רגולטורי וביקוש הצרכנים למוצרים בר קיימא.תהליכים PVD ו- CVD מסורתיים משתמשים בכמויות משמעותיות של אנרגיה ומייצרים פסולת בצורת חומר ציפוי לא בשימוש אשר הפיקדונות על קירות תאים. גישות מתפתחות כוללות שכבתיים אטומית (ALD) עם מחזורי צמיחה באיכות גבוהה אשר ללכוד ולהשתמש מחדש כימיקלים לא מופעלים, ובכך להפחית את הפסולת החומרית על ידי עד 80% להורדת נפחים של חומרים מסוכנים עבור תהליכים סטנדרטיים של זיהום אווירי ARRM- ARRM-אווירה, גם עבור חומרים מסוכנים.

מסקנה: קואטינגס כטכנולוגיה אסטרטגית עבור AR Evolution

קידום המציאות המוגברת תלוי בחדשנות מתמשכת על פני דיסציפלינות מרובות, מעיצוב מנוע תצוגה לאלגוריתמים ראיית מחשב. ציפוי אופטיים תופסים תפקיד ייחודי של רדיפה, המשפיע על בהירות, ניגודיות, עמידות ונוחות המשתמש בכל מכשיר AR. כמו התעשייה נעה לעבר גורמים קלים יותר, שדות רחבים יותר של ראייה, וכל היום, הדרישות להציב על ציפוי אופטי רק יגיבו מהנדסים מתקדמים, מיומנויות תכנון רב-מנטליות, אשר יכולות אסטרטגיות מתקדמות של עיצוב.